Устройство для централизованного контроля параметров Советский патент 1991 года по МПК G05B23/02 

1

(21)4671362/24

(22)03.04.89

(46) 23.04.91. Бюл, К 15

(71)Ленинградский -электротехнический, институт им. В,И. Ульянова (Ленина)

(72)ЕсМс Антонюк, П0ЕЬ Антонюк, С„Н. Долинов и А.Фс Родимов

(53)681.328(088.8)

(56)Цапенко M,Ft Измерительные информационные системы, - Мо: Энергия, 1974, с. 248-250с

Авторское свидетельство СССР № 1059547, гаи G 05 В 23/02, 1983.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

(57)Изобретение относится к измерительным информационным системам и может применяться в машинах централизованного контроля и регулирования Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит группу 1 датчиков параметров, группу блоков унификации 2, группу 3 вычитающих блоков, блок 4 задания номинальных значений параметров, коммутаторы 5 и 7, группу 6 блоков выделения модуля, дешифратор 8, схемы сравнения 9 и 10, блок 11 задания допустимых отклонений параметров, элементы ИЛИ 12 22 и 25, элемент НЕ 13, аналого-циАровой преобразователь 14, блок 15 индикации, генератор 16 импульсов, триггер 17, элемент И 18, генератор 19 линейно изменяющегося напряжения, группу 20 схем сравнения, регистр 21 сдвига, счетчики 23 и 24, элементы II 26 и 27. 1 ил„

10

15

31644092

Изббретение относится те измерительным информационным системам и может применяться в машинах централизованного контроля и регулирования.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства

На чертеже показана структурная схема устройства для централизованного контроля параметров.

Устройство для централизованного контроля параметров содержит группу датчиков 1 параметров, группу блоков 2 унификации, группу вычитающих блоков 3, блок 4 задания номинальных зна-, чений параметров, первый коммутатор 5, группу блоков 6 выделения модуля, второй коммутатор 7, дешифратор 8, первую 9 и вторую 10 схемы сравнения, блок 11 задания допустимых отклонений параметров, первый элемент ИЛИ 12, элемент НЕ 13, аналого-цифровой преобразователь 14, блок 15 индикации, генератор 16 импульсов, триггер 17, третий элемент И 18, генератор 19 ли- 25 нейно изменяющегося напряжения, группу схем 20 сравнения, регистр 21 сдвига, второй элемент ИЛИ 22, первый 23 и второй 24 счетчики, третий элемент ИЛИ 25, первый 26 и второй 27 элементы И, шину 28 логического нуля

Блок 15 индикации содержит регистр 29, первый 30 и второй 31 преобразователи двоичного кода в двоично-десятичный код, первый 32 и второй 33 дешиф20

30

таторе равно числу каналов контроля (датчиков).

Дешифратор 8 служит для- управления работой коммутаторов 5 и 7. Схемы 9 и 10 предназначены для выработки сигналов 1 при достижении текущей положительной (блок 9) или отрицательной (блок 10) разности значения допустимого отклонения соответствующего знака, т.е. вырабатываются логические сигналы Больше или Меньше «, Блок 11 служит для формирования и выдачи значений допустимых отклонений параметров от номинальных значений и представляет собой два источника напряжений разной полярности

Элемент ИЛИ 22 служит для выработки сигнала 1 при выходе контролируемого параметра из допустимой зоны, а элемент НЕ 13 - для выработки сигнала Норма, соответствующего нахождению параметра в допустимой зоне

Блок 15 служит для отображения значения выбранного параметра на цифровых индикаторах и индикации направления выхода параметров из зоны допустимых значений - Больше или Меньше. Блок 15 содержит регистр 29, предназначенный для записи, хранения и выдачи кода значения выбранного параметра и представляющий собой регистр с параллельной установкой и съемом информации, преобразователи 30 и 31 двоичного кода значений выбраторы, цифровые индикаторы 34 и блок 35 ранного параметра и номера канала со40

35 индикации отклонений

Датчики 1 служат для преобразования параметров в электрический сигнал. Группа блоков 2 служит для нормализации выходных сигналов датчиков 1. Группа блоков 3 предназначена для получения отклонения текущего значения параметра от номинального значения, формируемого блоком 4. Группа блоков 6 служит для преобразования двухполяр-45 ных сигналов разности текущих и номинальных значений параметров в однопо- лярный сигнал и может быть построена

по известной схеме

i50

Коммутаторы 5 и 7 служат для подключения разностного сигнала к схемам 9 и 10 сравнения и сигнала от группы блоков 2 унификации к аналого-цифровому преобразователю 14, служащему для преобразования аналогового сигнала в код. Коммутаторы 5 и 7 представляют собой наборы ключевых элементов Число ключевых элементов в каждом комму55

ответственно в двоично-десятичный код, дешифраторы 32 и 33 двоично-десятичного кода в десятичный позиционный код, необходимый для управления цифровыми индикаторами 34, блок 35 индикации отклонений выбранного параметра из зоны допустимых значений, содержащий усилители с лампами накаливания, подсвечивающие соответствую ющие транспаранты

Генератор 16 служит для формирования импульсов, обеспечивающих синхронную работу устройства. Триггер 17 формирует сигналы запуска и сброса генератора 19 линейно изменяющегося напряжения, сигнал разрешения записи регистра 21 сдвига и через элемент И 18 сигнал сдвига регистра 21

Генератор 19 линейно изменяющегося напряжения служит источником эталонного сигнала, при этом выходное напряжение генератора 19 имеет отрицательный наклон. Группа схем 20

0

5

5

0

0

таторе равно числу каналов контроля (датчиков).

Дешифратор 8 служит для- управления работой коммутаторов 5 и 7. Схемы 9 и 10 предназначены для выработки сигналов 1 при достижении текущей положительной (блок 9) или отрицательной (блок 10) разности значения допустимого отклонения соответствующего знака, т.е. вырабатываются логические сигналы Больше или Меньше «, Блок 11 служит для формирования и выдачи значений допустимых отклонений параметров от номинальных значений и представляет собой два источника напряжений разной полярности

Элемент ИЛИ 22 служит для выработки сигнала 1 при выходе контролируемого параметра из допустимой зоны, а элемент НЕ 13 - для выработки сигнала Норма, соответствующего нахождению параметра в допустимой зоне

Блок 15 служит для отображения значения выбранного параметра на цифровых индикаторах и индикации направления выхода параметров из зоны допустимых значений - Больше или Меньше. Блок 15 содержит регистр 29, предназначенный для записи, хранения и выдачи кода значения выбранного параметра и представляющий собой регистр с параллельной установкой и съемом информации, преобразователи 30 и 31 двоичного кода значений выб0

5

0

5

ответственно в двоично-десятичный код, дешифраторы 32 и 33 двоично-десятичного кода в десятичный позиционный код, необходимый для управления цифровыми индикаторами 34, блок 35 индикации отклонений выбранного параметра из зоны допустимых значений, содержащий усилители с лампами накаливания, подсвечивающие соответствую ющие транспаранты

Генератор 16 служит для формирования импульсов, обеспечивающих синхронную работу устройства. Триггер 17 формирует сигналы запуска и сброса генератора 19 линейно изменяющегося напряжения, сигнал разрешения записи регистра 21 сдвига и через элемент И 18 сигнал сдвига регистра 21

Генератор 19 линейно изменяющегося напряжения служит источником эталонного сигнала, при этом выходное напряжение генератора 19 имеет отрицательный наклон. Группа схем 20

сравнения служит для сравнения сигналов разности от блоков 6 и эталонног сигнала от генератора 19. Регистр 21 сдвига предназначен для запоминания позиционного адреса каналов с наибольшей разностью между текущим значением контролируемого параметра и его номинальным значением и осуществления сдвига заполненной информации с целью выбора канала с наибольшей разностью,,

Счетчик 23 служит для бтормирова-- ния двоичного кода адреса выбранного канала о Счетчик 24 предназначен для формирования сигнала, запускающего устройство через элемент ИЛИ 12 при включении питания, и в случае, если выбранный параметр, вышедший из зоны допуска, не поддается регулированию На вход счетчика 24 поступают импульсы от генератора 16, и емкость счетчика должна быть достаточной для формирования временного

интервала, представляющего собой сум- 25 щий номеру выбранного канала разряд

му времени опроса всех разрядов регистра 21 и максимального времени регулирования о

Элемент ИЛИ 25 служит для формирования сигнала 1 при достижении напряжением генератора 19 величины разности между текущим значением параметра и его номинальным значение в каком-либо канапе,, Элемент И 26 формирует сигнал окончания регулирования выбранного параметра, элемент И 27 - сигнал запуска аналого-цийро- вого преобразователя

Устройство для централизованного контроля параметров работает следующим образом

Напряжение с выхода группы датчиков 1 поступает на вход группы блоков 2 унификации, с выхода которых унифицированный сигнал поступает на вход группы вычитающих блоков 3, где происходит вычисление разности напряжений, поступающих от группы блока 2 и блока 4 задания номинальных значений параметра, Разностные сигналы поступают на первый коммутатор 5, а сигналы от группы блоков 2 поступают на второй коммутатор 7V

При включении устройства в работу через некоторое время, определяемое емкостью счетчика 24, через элемент ИЛИ 12 на триггер 17 поступает сигна так, что на его втором выходе появляется сигнал 1, запускающий генера

тор 19 линейно изменяющегося (падающего) напряжения, сбрасывающий счетчик 23 и дающий разрешение на запись состояний выходов группы схем 20 сравнения в регистр 21 сдвига. Сигнал 1 на втором выходе триггера 17 может появиться и сразу при включении питания о

Напряжение с выхода генератора 19 сравнивается с выходными напряжениями группы блоков 6 группой схем 20 сравнения. В момент равенства выходного напряжения генератора 19 напря- 5 жению на выходе любого блока 6 группы срабатывает схема 20 сравнения группы в соответствующем канапе. Очевидно, что разность между текущим значением параметра и его номинальным значением оказывается в этом канале наибольшейо

При срабатывании схемы 20 сравнения группы логическая 1 с ее выхода записывается в соответствую-

0

5

0

регистра 21, в дополнительный разряд которого записан логический О. Одновременно пЬявляется логическая 1 на выходе элемента ИЛИ 25, которая опрокидывает триггер 17, при этом логический О с его первого выхода запрещает дальнейшую запись в регистр 21, а логическая 1, появляющаяся на первом выходе триггера 17, сбрасывает в исходное состояние генератор 19 и открывает элемент И 18„ Импульсы от генератора 16 через открытый элемент И 18 поступают на вход счетчика 23 и на вход сдвига регистра 21, при этом с поступлением каждого импульса логическая 1, записанная в регистр 21, перемещается на один разряд в сторону дополнительного разряда, а код счетчика 23 увед личивается на единицу. При появлении логической 1 в дополнительном разряде регистра 21 появляется сигнал на инверсном входе элемента И 18, который закрывается, останавливая тем

Q самым дальнейший сдвиг и счет. Очевидно, что двоичный код, который окажется записанным вт счетчике 23, соответствует номеру выбранного канала.

Возможна ситуация, когда максимальная разность достигается одновременно в нескольких каналах„ В этом случае одновременно срабатывают несколько схем 20 сравнения группы, и логическая 1 оказывается записанной в

5

несколько разрядов регистра 21„ При этом сдвиг и счет остановлены при появлении в дополнительном разряде регистра 21 ближайшей к дополнительному разряду логической 1, и в счет- чике 23 оказывается записанным адрес соответствующего канала Таким образом, при групповом поступлении требований на опрос осуществляется приоритет по номеру канала.

От вычитающего блока 3 группы выбранного канала через коммутатор 5 наибольшая (по модулю) разность поступает на входы схем 9 и 10 сравнения, одна из которых сравнивает положительные сигналы, другая - отрицательные. Эта разность сравнивается - сигналом с блока 11 задания допустимых отклонений параметров, и если она больше допустимого отклонения, то на выходах схем 9 и 10 появляется сигнал 1. Этот сигнал через элемент ИЛИ 22 подготавливает элемент И 27 и через элемент НЕ 13 закрывает элемент И 26 о При этом сигнал с выхода элемента И 27 запускает аналого-цифровой преобразователь 14, на вход которого поступает напряжение, соответствующее значению параметра выбранного каналас Если ни один из контролируемых каналов не вышел из зоны допустимых значений, то на выходе схем 9 и 10 логический 0 % запрещающий через элемент ИЛИ 22 прохождение импульса с выхода дополнительного разряда регистра 21, т.е. запрещающий запуск преобразователя 14 и разрешающий начало цикла поиска нового канала.

В случае выхода параметра из зоны допустимых значений сигнал 1 с выходов схем 9 и 10 подается на блок 35 для индикации результатов контроля (Больше, Меньше), и на регуляторы для регулирования„

Код значения выбранного параметра с выхода преобразователя 14 по сигналу Конец преобразования записывается в регистр 29С От счетчика 23 на преобразователь 31 двоичного кода в двоично-десятичный поступает код адреса выбранного канала с Коды значений выбранного параметра и адреса канала через преобразователи 30 и 31 и дешифраторы 32 и 33 поступают на цифровые.индикаторы 340

На выход устройства подается адрес канала, подлежащего регулирова

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нию, благодаря чему может быть подключен соответствующий регулятор о По окончании процесса регулирования выбранного параметра на выходах схем 9 и 10 появляется сигнал О (Норма), через элементы НЕ 13, И 26 и ИЛИ 12 триггер 17 устанавливается в положение 1, и начинается новый цикл опроса

Если выбранный параметр не поддается регулированию, то через заданное время на выходе счетчика 24 появляется сигнал переполнения счетчика, подготавливающий через элементы ИЛИ 12 устройство к новому циклу опроса

Формула изобретения

Устройстве для централизованного контроля параметров, содержащее группу датчиков параметров, группу блоков унификации, группу вычитающих блоков, блок задания номинальных значений параметров, блок задания допустимых отклонений параметров, первую и вторую схемы сравнения, элемент НЕ, первый и второй счетчики, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы И, триггер, генератор импульсов, дешифратор, аналого- цифровой преобразователь, первый и второй коммутаторы, выход первого коммутатора подключен к первым входам первой и второй схем сравнения, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами блока задания допустимых отклонений параметров, адресные входы первого коммутатора подключены к управляющим входам второго коммутатора и к выходам дешифратора, соединенного группой входов с группой выходов первого счетчика и с первой группой информационных входов блока индикации, второй группой информационных входов соединенного с группой информационных выходов аналого-цифрового преобразователя, первым и вторым информационными входами - с выходами первой и второй схем сравнения соответственно, а третьим информационным входом - с выходом первого элемента ИЛИ, входом установки в единичное состояние триггера и входом сброса второго счетчика, выход переполнения которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, а счетный вход с выходом генератора импульсов, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента К, первый вход которого через элемент НЕ соединен с выходом второго эле- мента ИЛИ и первым входом второго элемента И, выход которого подключен к стартовому входу аналого-цифрового преобразователя, соединенного выходо Конец преобразования со стробирую- щим входом блока индикации, а информационным входом - с выходом второго коммутатора, информационные входы которого соединены с выходами блоков унификации группы, входы второго элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами первой и второй схем срав

метров группы через соответствующий блок унификации группы соединены с уходами уменьшаемого соответствующих вычитающих блоков группы, входы вычитаемого которых подключены к со-- ответствующим выходам блока задания номинальных значений параметров, а выходы вчитаюших блоков группы соединены с соответствующими информационными входами первого коммутатора отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены генератор линейно изменяющегося напряжения, регистр сдвига, третий элемент ИЛИ,

5

0

5

0

третий элемент И, группа блоков выделения модуля, а также группа схем сравнения, выходы которых подключены к соответствующим входам третьего элемента ИЛИ и к группе входов установки регистра сдвига, вход данных которого подключен к шине логического нуля, выход переноса регистра сдвига соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и с инверсным входом третьего элемента И, первый прямой вход которого и вход сброса генератора линейно изменяющегося напряжения подключены к прямому выходу триггера, инверсный выход которого соединен с входом запуска генератора линейно изменяющегося напряжения, входом сброса первого счетчика и входом разрешения записи регистра сдвига, тактовый вход управления сдвигом которого гсоединен со счетным входом первого счетчика и, выходом третьего элемента И, второй прямой вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выход генератора линейно изменяющегося напряжения подключен к первым входам группы схем сравнения, вторые входы которых подключены к выходам блоков вьрт,е- ления модуля группы, соединенных входами с выходами вычитающих блоков группы, вход третьего элемента ИЛИ подключен к входу сброса триггера.