Автоматизированная система контроля Советский патент 1991 года по МПК G05B23/02 

1

(21)4733869/24

(22) 04.09.89

(46)30.11.91. Бюл.М44

(72) М.М.Попов, В.Ф,Поливанный

и Л.И.Самсонова

(53)681.325(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 792224, кл. G 05 В 23/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1010602, кл. G 05 В 23/02, 1982. (54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ

(57)Изобретение относится к системам электрического контроля релейных и электронных устройств и может быть использо ва- но для автоматизированного контроля цифровых, аналоговых, релейно-коммута ционных элементов и узлов и приборов на их основе. Цель изобретения - повышение достоверности результатов контроля. Система содержит блок синхронизации, блок регистров входной информации, блок стимулирующих сигналов, коммутатор, блок измерителей, блок регистров выходной информации, электронно-вычислительную машину Введение дополнительных связей в системе и элементов с высокоимпеданс- ным выходом в блок регистров входной информации обеспечивает одновременный контроль выходных и входных цифровых сигналов системы при контроле цифровых устройств. Дополнительные связи в системе и дополнительные приборы в блоке стимулирующих сигналов и в блоке измерителей позволяют измерять временные параметры объектов контроля. Наличие новых связей в коммутаторе позволяет контролировать аналоговые сигналы на входе объекта контроля непосредственно во время контроля аналоговых устройств 13 ил.

№

Изобретение относится к системам электроконтроля релейных и электронных устройств и может быть использовано для автоматизированного контроля цифровых, аналоговых, релейно-коммутационных элементов и узлов и приборов на их основе.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей системы контроля, повышение достоверности контроля за счет изменения структуры имеющихся узлов; введения дополнительного режима работы измерения временных параметров ОК и обеспечения самоконтроля аппаратной части системы при выполнении операций проверки ОК.

На фиг. 1 и 2 приведена блок-схема автоматизированной системы контроля; на фиг. 3-12 - схемы отдельных составных частей, входящих в систему; на фиг 13 - временная диаграмма работы.

Система содержит управляющую вычислительную машину 1 (УВМ), формирователи 2 синхронизирующих сигналов, формирователи 3 управляющих сигналов, первый 4 и второй 5 элементы И, триггер 6 управления выдачей синхросигналов, К групп элементов И 7,17.К, буферный регистр 8, регистр 9 хранения сигналов контроля, группу согласующих элементов 10, регистр 11 хранения признаковой информа&

ю ел ю о

Ч)

ции, регистр 12 хранения кода управления, устройство 13 согласования сигналов, первый - пятый блоки 14-18 измерения параметров контроля, блоки 19 коммутации стимулирующих сигналов, блоки 20 коммутации измерительных сигналов, коммутатор 21 сигнала измерения времени контроля сигналов времени реакции ОК блок 22 измерения временных параметров, первый - третий регистры 23-25 хранения параметров контроля и элемент ИЛИ 26.

Управляющая вычислительная машина 1 предназначена для управления всей работой системы и выполняет следующие функции: хранение информации, необходимой для проверки ОК; ввод информации в буферный регистр системы; передача информации в функциональные регистры и блоки системы; чтение информации из регистров хранения признаковой информации и из регистров хранения параметров контроля; обработка информации, полученной из регистров на предмет выработки заключения о годности объекта контроля или неисправности самой системы.

В качестве управляющей вычислительной машины может быть использована любая серийная ЭВМ, например, Электроника 100/16И или машина, построенная на базе микропроцессоров, например, К1801 ВМ1.

Формирователи 2 синхронизирующих сигналов предназначены для дешифрации адресов регистров системы и выработки сигнала окончания дешифрации адреса. В состав каждого формирователя может входить, например дешифратор 27 и элемент ИЛИ 26. По входу I к дешифратору подключены разряды шины адреса управляющей вычислительной машины, по входу II - сигнал сопровождения информации, Дешифрация любого адреса вызывает появление сигнала на выходе I формирователя и сигнала на одном из соответствующих адресу выходов II. Количество формирователей зависит от количества регистров, входящих в систему, причем один Формирователь служит для дешифрации 2 адресоврегистров (где R - количество шин на входе дешифратора).

Формирователь 3 управляющих сигналов предназначен для выработки исходных сигналов для дальнейшего формирования сигналов управления регистрами и может состоять, например, изодновибраторов29- 32 на элементах И-НЕ 33-35. По положительному перепаду уровня по входу I вырабатываются следующие импульсные сигналы: разрешающий на выходе I, сигнал запрета на выходе II, сигнал подтверждения на выходе III.

Первый элемент И 4 предназначен для формирования импульса запуска триггера б управления. Возврат триггера выполняется сигналом Запрет из формирователя управляющих сигналов. Время от запуска триггера 6 до возврата в исходное состояние определяет длительность строба чтения регистров.

Второй элемент И 5 предназначен для

0 формирования строба записи по сигналам Выдача из ЭВМ и разрешающего сигнала с выхода I формирователя управляющих сигналов.

Группы элементов И 7.17 К являют5 ся формирователями сигналов записи и чтения регистров системы На вход I каждой группы поступает строб записи по которому на выходе I формируется сигнал записи,

0 на вход И - строб чтения, по которому на выходе II формируется сигнал чтения регистра, определяемого адресом, установленным разрешающим сигналом на входе III каждой группы.

5Буферный регистр 8 предназначен для

приема информации из ЭВМ и выполнения контрольного чтения информации в ЭВМ, В его состав входит триггер 36 с информационным входом D. Элемент 37 служит для

0 контроля информации, зафиксированный элементом 36 В качестве элемента 36 используется, например, триггер 133ТМ5, в качестве элемента 37 - элемент с открытым коллектором, например, 133ЛА8.

5 9 хранения сигналов контроля предназначен для хранения информации, необходимой для электроконтроля логических устройств ОК и состоит из двух групп триггеров 38.1, . ., 38.п и 39.139.п. Груп0 па 38.1 38 п предназначена для хранения тестовой информации, а группа 39.1, ..., 39.п - для хранения информации о входах и выходах ОК. Запись в регистры групп выполняется по сигналам, поступающим по

5 цепям Вход по цепям Выход I регистра выдается информация о входах и выходах ОК; по цепям Выход II - тестовая информация. В качестве триггеров регистра используются, например, элементы 133ТМ5.

0 Группа согласующих элементов 10 предназначена для формирования выходных сигналов контроля, которые предназна- чены для подключения к логическим объектам контроля. Согласующие элементы

5 представляют собой элементы с высокоим- педансными выходами. На вход I подается сигнал управления элементом, т.е. переключение или в режим трансляции сигналов с входа А на выход или в режим высокоимпе- дансного выхода, а на вход II -транслируемый тестовый сигнал, В качестве

согласующих элементов используются, например, 533КП12.

Регистр 11 хранения признаковой информации предназначен для хранения ин- формации на логических входах и выходах ОК и состоит из элемента 40 памяти и элемента 41 чтения. Информация поступает по входу I. Запись информации выполняется сигналом по входу II, чтение на выход I - сигналом по входу III.

В качестве элемента 40 памяти используются, например, элементы 133ТМ5; в качестве элемента 41 чтения -например, 133ЛА8.

Регистры 12 хранения кода управления предназначены для хранения кодов управления блоками измерения параметров контроля и блоками коммутации согласующих сигналов. Регистры выполнены на элемен- тах памяти, например, 133ТМ5. Информация поступает на информационный вход I, сигнал записи - на вход II.

Устройство 13 согласования сигналов предназначено для согласования регистров хранения кода управления с блоками измерения параметров контроля и блоками коммутации стимулирующих и измерительных сигналов. В качестве устройств согласования с логическими входами блоков приме- няются, например, элементы 133ЛА8, а для управления обмотками реле применены ключи, например, 149КТ1.

Блоки 14-16 измерения параметров контроля предназначены для выработки входных аналоговых сигналов и напряжений питания объекта контроля. В состав каждого блока входит измерительный прибор с дистанционным управлением, например, генератор Г5-55 или источники питания, например, Б5-49, Б5-50. Управляемая информация на входы приборов поступает из устройства согласования сигналов,

Блоки 19 коммутации стимулирующих сигналов предназначены для коммутации сигналов первого, второго, третьего блоков измерения параметров контроля на выходы стимулирующих сигналов системы, т.е. на

входы ОК и содержит группу реле 1П

(п+2)П, которые своими контактами комму- тируют один из ходов блока условно плюсовой вход II на выход I, и группу реле Ш

(п+2)М, которые своими контактами коммутируют другой вход, условно минусовый вход II на выход I.

Обмотки реле управляются из устройства согласования сигналов по цепям Вход I. Выход I является выходом стимулирующих сигналов системы. Одна пара выходных точек выделена и обозначена выход II. Выход II является контрольным для измерения, например, напряжения, на выходе прибора, подключенного на вход II. Блоки 20 коммутации измерительных сигналов предназначены для коммутации выходов объекта контроля на вход блоков измерения параметров контроля или блока измерения временных параметров. По входу I выполняется управление обмотками реле. Вход И является входом измерительных сигналов системы. Выход I предназначен для подключения измерительного прибора в блоке измерения параметров контроля. Вход III предназначен для соединения с выходом II соответствующего блока коммутации стимулирующих сигналов. Такое соединение позволяет выполнять взаимный контроль блоков измерения параметров контроля через блоки коммутации стимулирующих сигналов и соответствующие блоки коммутации измерительных сигналов.

Блоки 17 и 18 измерения параметров контроля предназначены для измерения выходных параметров ОК.

Каждый блок представляет собой измерительный прибор с цифровым дистанционным управлением, например вольтметр типа В7-28 или частотомер 43-54.

Выбор пределов и режимов измерения приборами производится по входу I каждого блока.

Измеряемая величина подается на сигнальные входы II блока. Цифровая информация об измеряемой величине поступает на выходы каждого бпока. а сигналы об окончании процесса измерения нз выходы II, причем через элемент ИЛИ 26 эти сигналы передаются в УВМ.

Коммутатор 21 предназначен для электронной коммутации входных воздействий при измерении временных параметров объекта контроля. Вход I коммутатора предназначен для подключения коммутируемого сигнала. Коммутирующим элементов является электронный ключ 42, который управляется с выхода элемента ИЛИ 43 через элемент гальванической развязки 44. Электронный ключ управляется по входу И, первый управляющий вход коммутатора - при учмерении времени и по входу III, второй управляющий вход коммутатора - без измерения времени. Коммутируемый сигнал снимается с выхода I. Передний фронт сигнала включения электронного ключа по входу II выделяется одновибратором 45 для синхронизации блока измерения временных параметров 22 по цепи Выход II.

Блок измерения временных параметров 22 предназначен для измерения времени с момента подачи входного воздействия на ОК до момента реакции ОК на это входное

воздействие и содержит генератор 46 импульсов, электронный ключ 47, триггер 48 управления, счетчики основной 49 и дополнительный 50, элемент И 51, первый 52 и второй 53 переключатели, элемент НЕ 54, управляющий вход - вход I, сиг-нальный вход - вход II, информационные входы - вход III, информационные выходы - выход I, управляющий выход - выход II.

По цепям Вход III поступает информация на вход счетчика 49 для предварительной установки; по цепям Выход I,читается результат. Контакт реле, у которого измеряется время задержки, подключен к цепи по входу II. Команда на начало измерения подается на вход I. Конец измерения определяется по появлению сигнала в цепи Выход II.

Регистры 23-25 хранения параметров контроля предназначены для хранения цифровой информации с результатами измерения параметров объекта контроля, Они идентичны регистру 11 хранения признаковой информации. Запись информации в регистр выполняется по входу II по сигналу об окончании процесса измерения из соответствующего блока измерения параметров контроля. Информация в УВМ по выходу I считывается по сигналу по входу III.

Система работает следующим образом.

Пусть требуется проверить функционирование логических устройств объекта контроля.

При этом по выходам II УВМ устанавливается адрес буферного регистра. По входам и выходам I УВМ устанавливается информация о входах логических элементов объекта контроля, например, информация, составляющая разрядам входов, устанавливается уровнем 1. По выходам Ш информация устанавливается в разрядах выдачи (ВД) и сопровождения (С). Временная диаграмма работы приведена на фиг. 13.

При этих условиях по адресу, соответствующему буферному регистру, появляется импульс записи (ЗП), который поступает с выхода одного из элементов И записи групп 7 на вход I буферного регистра 8. В буферном регистре происходит запись информации, после чего информация из УВМ снимается, Для проверки информации, записанной в буферный регистр из УВМ, выдается информация по разрядам приема (ПМ) и С, при этом, при наличии адреса буферного регистра по входу I формирователя синхронизирующих сигналов с выхода элемента И чтения, соответствующего адресу буферного регистра, поступает сигнал, открывающий элементы 37 буферного регистра и информация с выхода буферного ре

гистра на элементах 7 передается на вход Выход III блока и далее в УВМ на входы и выходы I, В УВМ информация сравнивается с переданной и, если совпадает, то из УВМ

передается адрес, сигналы ВД и С на запись в регистр 9 хранения сигналов контроля. Информация, занесенная в регистр на элементах 39.139.п, устанавливает элементы в группе согласующих элементов 10,

0 соответствующих входам ОК, в состояние трансляции с входа II на выход, а элементы, соответствующие выходам ОК, остаются в высокоимпедансном состоянии.

Аналогично заносится информация в

5 регистр на элементах 38.138.п, соответствующая информации на входах ОК. Таким образом, состояния регистра на элементах 38.1, ..., 38.п через согласующие элементы транслируется на вход объекта контроля.

0 Одновременно эти же сигналы оказываются и на входах I регистра хранения признаковой информации II. На входы регистра 11 поступают также сигналы с выходов логических элементов объекта контроля. Далее

5 производится запись информации в регистр 11 хранения признаковой информации.

Для записи информации в регистр хранения признаковой информации на выходах П УВМ устанавливается адрес этого регист0 ра, на выходах III устанавливаются сигналы ВД и С. при этом на выходе соответствующего элемента И формируется сигнал записи, поступающий на вход И регистра хранения признаковой информации. В рег-л5 стре хранения признаковой информации происходит запись входной информации объекта контроля в одни разряды, а в другие разряды - выходных реакций объекта контроля. Для считывания информации из реги0 стра хранения признаковой информации в УВМ на выходах П УВМ устанавливается адрес этого регистра, на выходах III устанавливаются сигналы ПМ и С и информация через выходы I выдается на входы и выходы

5 I УВМ. Информация, полученная в УВМ, анализируется и при совпадении с эталоном, хранящимся в памяти УВМ, выдается следующая информация о входных воздействиях ОК, в другом случае происходит останов

0 проверки.

Пусть далее требуется измерить время срабатывания реле в объекте контроля.

Для этого в регистры 12 хранения кода управления через буферный регистр 8 зано5 сится следующая информация; выбор напряжения источника в третьем блоке измерения параметров контроля 16; включение реле в соответствующем блоке комму- тации стимулирующих сигналов для подключения цепей IV.I и IV.2 к обмотке

проверяемого реле; включение реле в соответствующем блоке коммутации измерительных сигналов для подключения контактов проверяемого реле и входам II коммутатора, связанным с Входом II блока измерения временных интервалов 22; занесение в счетчик 49 блока измерения временных параметров 22 такой информации, чтобы емкость до конца счета была равна емкости счетчика 50; занесение информации в разряд регистра хранения кода управления, связанного с входом II коммутатора 21 сигнала начала измерения времени реакции объекта контроля.

При этом в коммутаторе 21 по сигналу с входа II открывается ключ 42 и напряжение с третьего блока измерения параметров контроля оказывается на входе соответствующего блока коммутации стимулирующих сигналов по цепям IV.1 и IV,2. Через контакты, например 1П и 2М, блока коммутации стимулирующих сигналов по цепям Выход I напряжение прикладывается к обмотке проверяемого реле. Одновременно в коммутаторе 21 возбуждается одновибратор и выработанный им сигнал через выход II поступает на вход I блока 22. В блоке измерения временных параметров 22 сигнал поступает на вход триггера 48, который открывает ключ 47, и импульсы с генератора 46 поступают на вход счетчика 49 и 50. Счетчик 49 считает поступившие импульсы, счетчик 50 не считает, так как обнуляется с выхода элемента НЕ 54. После срабатывания контактов реле через элемент НЕ 54 в блоке измерения временных параметров снимается обнуление со счетчика 50, счетчик считает, до заполнения и после получения сигнала переполнения с его выхода через элемент И 51 триггер 48 переключается в исходное состояние, при этом ключ 47 закрывается, -импульсы на вход счетчиков прекращаются, а в счетчике 49 записано количество импульсов, пропорциональное времени срабатывания контактов реле.

Одновременно с выхода элемента И 51 сигнал по цепи Выход II блока 22 измерения временных параметров поступает на вход II третьего регистра хранения параметров контроля и этим сигналом производится запись содержимого счетчика 49 блока 22 в третий регистр 25 хранения параметров контроля. Одновременно через элемент ИЛИ 26 сигнал поступает в УВМ на вход II в качестве сигнала об окончании измерений. Описанным ранее порядком информация из регистра 25 хранения параметров контроля читается а УВМ и анализируется.

Таким образом, при применении предлагаемого устройства обеспечивается контроль информации на входах ОК, т.е. исключается выдача ошибочной информации, которая при неисправном ОК может дать положительный результат контроля; фиксируется момент подачи входных воздействий на ОК, т.е. измеряется время реакции ОК на входное воздействие, исключается из цепей логических сигналов релейный коммутатор, т.е. сокращается длина цепей и вы0 полняется проверка логических элементов ОК в динамическом режиме.

Формула изобретения Автоматизированная система контроля, содержащая управляющую вычислитель5 ную машину, m формирователей синхронизирующих сигналов, первый-пятый блоки измерения параметров контроля, регистр хранения кода управления, устройство согласования сигналов, п блоков коммутации

0 стимулирующих сигналов, п блоков коммутации измерительных сигналов, регистр хранения признаковой информации, первый и второй регистры хранения параметров контроля, информационные входы

5 формирователей синхронизирующих сигналов подключены к адресной шине управляющей вычислительной машины, шина синхросигналов которой соединена с тактовыми входами формирователей синхрони0 зирующих сигналов, выходы разрядов регистра хранения кода управления подключены к соответствующим входам устройства согласования сигналов, выходы которого соединены с соответствующими

5 информационными входами первого- пятого блоков измерения параметров контроля, управляющими входами каждого из блоков коммутации стимулирующих сигналов и управляющими входами каждого из блоков

0 коммутации измерительных сигналов, выходы первого и второго блоков измерения параметров контроля и первый выход третьего блока измерения параметров контроля соединены с соответствующими информацион5 ными входами каждого из блоков коммутации стимулирующих сигналов, информационные выходы которых являются выходами стимулирующих сигналов системы, информационные входы блоков комму0 тации измерительных сигналов являются входами измерительных сигналов системы, выходы каждого из блоков коммутации измерительных сигналов подключены соответственно к сигнальным входам четвертого

5 и пятого блоков измерения параметров контроля, информационные и управляющие выходы которых подключены соответственно к информационным и управляющим входам первого и второго регистров хранения параметров контроля, выходы которых подключены к информационной шине управляющей вычислительной машины, о т л и ч а га- ид а я с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов контроля, в систему введены элемент ИЛИ, первый и второй элементы И, триггер управления выдачей синхросигналов, формирователь управляющих сигналов, К групп элементов И. буферный регистр, регистр хранения сигналов контроля, группа согласующих элементов, третий регистр хранения параметров контроля, коммутатор сигнала измерения времени контроля и блок измерения временных параметров объекта контроля, причем входы первого и второго элементов И соединены с шиной синхросигналов управляющей вычислительной машины, вход запуска формирователя управляющих сигналов подключен к управляющим выходам каждого из формирователей синхронизирующих сигналов, выход первого элемента И соединен с единичным входом триггера управления выдачей синхросигналов, нулевой вход которого подключен к выходу сигнала запрета формирователя управляющих сигналов, выход разрешающего сигнала которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, а выход сигнала подтверждения - с входом признака ответа управляющей вычислительной машины, информационные входы каждой из К групп элементов И подключены к одноименным выходам соответствующих формирователей синхронизирующих сигналов, первый управляющий вход соединен с выходом второго элемента И, а второй управляющий вход - с выходом триггера управления выдачей синхросигналов, информационный вход-выход буферного регистра подключен к информационной шине управляющей вычислительной машины, входы управления записью и считыванием соединены с соответствующими выходами групп элементов И, а информационный выход подключен к информационным входам регистра хранения, входы управления записью которых соединены с соответствующими выходами групп элементов Ит выходы регистра хранения сигналов контроля подключены к входам группы согласующих элементов, выход которой соединен с выходом сигналов контроля системы и информационными входами регистра хранения признаковой информации, входы управления

записью и чтением которого подключены к соответствующим выходам групп элементов И, соответствующие выходы чтения которых подключены к входам управления чтением первого, второго и третьего регистров хранения параметров контроля, выходы третьего регистра хранения параметров контроля объединены с выходами регистра хранения признаковой информации и соединены с информационной шиной управляющей вычислительной машины, вход признака ответа которой подключен к выходу элемента ИЛИ, информационный вход . коммутатора сигнала измерения времени контроля подключен к второму выходу

третьего блока измерения параметров контроля, управляющие входы соединены с выходами соответствующих разрядов устройства согласования сигналов,управляющий выход подключен к управляющему

входу блока измерения временных параметров объема контроля, а информационный выход- к информационному входу соответствующего блока коммутации стимулирующих сигналов, контрольные выходы блоков

коммутации стимулирующих сигналов соединены с соответствующими контрольными входами блоков коммутации измерительных сигналов, а сигнальный выход соответствующею блока коммутации измерительных

сигналов - с сигнальным входом блока измерения временных параметров, информационный вход которого соединен с выходом устройства согласования сигналов, информационные выходы - с информационными

входами третьего регистра хранения параметров контроля, вход управления записью которого соединен с управляющим выходом блока измерения временных параметров и входом элемента ИЛИ, выходы - с информационной шиной управляющей вычислительной машины, а входы управления чтением регистров хранения параметров контроля соединены с выходами чтения соответствующих групп элементов И.

осо

CM

LO

C-i

. /.

-i

H

Nr

fc

ч

$

51 V

n W til L.

ЧЭ

%,

V ts

a

N

I

...ggg

ц -

SJ

-4

f

N

i

«s

Ьч

Фиг. Z

MgffWffffgojffvgi oms6929691

i lricb

Z0wff

until

Вход

б Т D 1 40

Киг.8

Ы1

/А/

л

SxoffI

Т

м

Фиг.б

Вшв$1 -&шв$В

-8шо@

ФигЗ

8ыхад1

ГгП

Lnfl,

L-W

Вь«о91 i

-.|.

I S У

(

Выходи

tvoda

8 у од W

Фчг.Ю

Выход

ЬыходЗ.

Фиг. 11

0t,

Риг 0 Составитель М.Попов Редактор Л.Пчолинскай Техред М.Моргентал

BbixoSl

г

Корректор С.Черни

-Г-Ч-4