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

1

(21)4760697/24 (22)21.11.89 (46)30.11.91. Бюл. (71) Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конст- рукторского института по проблемам освоения нефтяных и газовых ресурсов континентального шельфа (72)И.В.Зозуля (53)621.396(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР Ms 1015340, кл. G 05 В 23/02, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 681417, кл. G 05 В 23/02, 1979

Авторское свидетельство СССР №868710, кл. G 05 В 23/02, 1981.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТОВ

(57)Изобретение относится к автоматике. измерительной и вычислительной технике для контроля и управления различными объектами. Цель изобретения заключается в по- вышении достоверности результатов

вторных срабатываний за счет перевода устройства в режим управляемого ожидания после первой фиксации аварийной критической ситуации и достигается в процессе определения приращения двух последовательных измерений, снятых датчиком 1 нормированных усилителем 2 и преобразованных в циф- ровую форму преобразователем 3. Приращение, полученное блоком 9 вычитания, сравнивается первым блоком 10 сравнения с кодом допустимого приращения парамефа, хранимым в регистре 7. При работе устройства код каждого измерения сравнивается также вторым блоком 11 сравнения с максимально возможным сигнальным значением контролируемых параметров, хоанимым в регистре 8 Единичный сигнал с выхода блока 11 через триггер 14 и элемент 17 запрета фиксирует аварийную ситуацию. Индикация результатов сравнения осуществляется регистратором 18 и индикатором 19 результатов контроля: работа устройства управляется тактовым генератором 4, делителем 12 частоты и триггером 13.

сл

с

Os

ю сл

К) XI

о

Фиг 1

Изобретение относите к автоматике, измерительной и вычислительной технике и можег быть использовано в системах автоматического управления различными объектами, например, автоматизированной системой безопасности обслуживающего персонала и контроля загрязнения окружающей среды морских нефтегазопромысло- вых обьектов,

Цель изобретения - повышение достоверности результатов контроля параметров путем исключения повторных срабатываний за счет перевода устройства в режим управляемого ожидания после первой фиксации аварийной критической ситуации.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график изменения выходного сигнала датчика при увеличении критической ситуации контролируемого параметра.

Устройство содержит датчик 1, нормирующий усилитель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, управляемый тактовый генератор 4, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 регистры, блок 9 вычитания, первый 10 и второй 11 блоки сравнения, кодоуправляемый делитель 12 частоту, первый 13 и второй 14 триггеры, элемент 15 задержки, селектор-мультиплексор 16, элемент ЗАПРЕТ 17, регистратор 18, индикатор 19 результатов контроля, шину 20 Пуск, шину 21 кода деления, шину 22 ввода кода предельно допустимого приращения параметра и разрешения его записи и шину 23 ввода кода сигнального значения параметра и разрешения его записи.

Устройство для контроля параметров объектов работает следующим образом.

Предварительно в устройство поступает сигнал начальной установки, подаваемый на делитель 12 частоты, триггеры 13 и 14 и регистры 5-8 и устанавливает их в начальное состояние.

В устройство по шине 22 ввода кода предельно допустимого приращения параметра и разрешения его записи и шине 23 ввода кода сигнального значения параметра и разрешения его записи в соответствующие третий 7 и четвертый 8 регистры записываются коды, соответствующие предельно допустимому приращению контролируемого параметра и его сигнальному значению. После этого на шине 20 Пуск формируется постоянный сигнал, разрешающий через элемент ЗАПРЕТ 17 (при нулевом значении сигнала, поступающем на его второй вход) запуск управляемого тактового генератора 4, вырабатывающего управляющие импульсы.

Значение контролируемого параметра объекта в аналоговой форме поступает с датчика 1 на нормирующий усилитель 2, приводящего сигнал к уровню, необходимому для работы аналого-цифрового преобразователя 3, Динамика работы аналого-цифрового преобразователя 3 такова, что он синхронизирован по частоте с делителем 12 частоты. При этом по входу

0 опорной частоты преобразователя 3 поступают только синхроимпульсы с выхода управляемого тактового генератора 4. Опрос состояния аналого-цифрового преобразователя 3 производится через интервал време5 ни, задаваемый кодоуправляемым делителем 12 частоты и достаточным для окончания процесса аналого-цифрового преобразования значения контролируемого

0 параметра. Появление синхроимпульсов с генератора 4 не означает появление результатов измерений на выходе преобразователя 3 с этой же синхрочастотой. Частота вырабатываемыхуправляемымтактовым ге5 нератором 4 импульсов заведомо больше частоты выдачи кода с аналого-цифрового преобразователя 3, что вызвано применением блоков интегрирующего, развертывающего- и поразрядного уравновешивания.

0 Следовательно, код с аналого-цифрового преобразователя 3 появляется на соответствующих входах сигнала данных первого 5 и второго 6 регистров через промежутки времени, равные времени переполнения дели5 теля .2 частоты, и сохраняется только на время действия соответствующего импульса генератора 4. Только после этого преобразователь 3 начинает новый цикл преобразований.

0Сигнал с выхода управляемого тактового генератора 4 поступает также на тактовый счетный вход делителя 12 частоты, выходной импульс которого подается на счетный вход триггера 13 и элемент 15 за5 держки. Выходы триггера 13 подключены к входам разрешения записи первого 5 и второго б регистров таким образом, что после сигнала начальной установки разрешается прохождение кода с выхода аналого-цифро0 вого преобразователя 3 на первый регистр 5 по его входам сигнала данных. С выхода регистра 5 код контролируемого параметра объекта поступает через селектор-мультиплексор 16 на первую группу входов второго

5 блока 11 сравнения, что разрешается нулевым сигналом на адресном входе блока 16. С выхода элемента 15 задержки (время задержки обусловлено временем отработки блоков 3,5 и 15) на вход.разрешения второго блока 11 сравнения поступает сигнал, разрешающий выполнение блоком 11 операции сравнения кода измеренного контролируемого параметра с кодом сигнального значения параметров, поступающим с выходов четвертого регистра 8 на вторую группу входов блока 11. В случае равенства или превышения кода текущего измеренного параметра кода сигнального значения на выходе блока 11 сравнения формируется единичный сигнал, регистрируемый регист- ратором 18. Этот же сигнал через триггер 14 и элемент ЗАПРЕТ 17 останавливает работу управляемого тактового генератора 4, поскольку устройством выявлено достижение или превышение контролируемого парамет- ром аварийной критической ситуации, т.е. сигнального значения параметра,

Нулевой сигнал на выходе блока 11 не отключает управляемый тактовый генератор 4 и по переполнению кодоуправляемого делителя частоты с его выхода выдается сигнал, переключающий триггер 13 в инверсное состояние, при котором разрешено прохождение преобразованного в код аналого-цифровым преобразователем 3 оче- редного (следующего) измерения контролируемого параметра объекта на второй регистр 6 по его входу сигнала данных, Управление записью кода в регистр осуществляется по его входу разрешения записи, Этот же код через селектор-мультиплексор по его вторым входам поступает на первую группу входов второго блока 11 сравнения, что разрешается единичным сигналом на входе селектора-мультиплексора 16. При поступлении на вход разрешения сигнала с выхода элемента 15 задержки блок 11 сравнивает коды аналогично описанному. При этом результат выполнения операции сравнения так же управляет через элемент ЗА- ПРЕТ 17 работой генератора 4.

Таким образом, в результате двух первых измерений контролируемого параметра в первый 5 и второй 6 регистры записаны коды двух выборок сигнала с датчика 1, от- стоящие друг от друга на время, определяемое частотой управляемого тактового генератора 4 и коэффициента деления делителя 12 частоты. Снимаемый с инверсного выхода триггера 13 сигнал поступает на вход разрешения блока 9 вычитания, определяю- щего разность кодов, соответствующую приращению значения контролируемого параметра за некоторое время. Код разности с учетом знака приращения из блока 9 вычитания поступает на вторую группу входов первого блока 10 сравнения, которым производится операция сравнения с кодом, хранящимся в третьем регистре 7 и соответствующим предельно допустимому приращению параметра. При равенстве этих

кодов или при превышении кодом разности кода регистра 7, на выходе блока 10 сравнения формируется сигнал, поступающий для индикации на индикаторе 19 результатов контроля и используется для включения исполнительных предупреждающих средств (на фиг, 1 не показан).

Повторный запуск устройства в случае появления единичного сигнала на входе блока 11 сравнения производится либо сигналом общей начальной установки, либо снятием сигнала запрета на элементе 17.

На графике фиг. 2 по оси ординат отсчитываются значения уровня контролируемого параметра П(Т) объекта как функции времени. Величина отрезка ОА определяет сигнальное значение контролируемого параметра. Кривая 1 отражает выходной сигнал датчика при максимально допустимом нарастании уровня (значения) контролируемого параметра, Кривая 2 соответствует реакции датчика на нарастание уровня (значения) контролируемого параметра, превышающего максимально допустимое безопасное нарастание уровня, кривая 3 соответствует более медленному нарастанию уровня параметра. Моменты времениТт иТ2 соответствуют моментам двух соседних измерений выходного сигнала. Отрезок ВС соответствует приращению уровня контролируемого параметра за время Т2-Т1, получаемое на выходе блока 9 вычитания. Отрезок DE, равный максимально допустимому приращению, сравнивается с отрезком ВС Если () то выдается сигнал индикации. Критическая ситуация определяется значительно раньше момента Тз, в который сигнал 2 достигает уровня сигнального. В случае медленного нарастания значения контролируемого параметра, соответствующего кривой 3, сигнал индикации выдается в момент времени Т4 по достижении сигнального уровня.

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров объектов, содержащее датчик, управляемый тактовый генератор, выход которого подключен к тактовому входу кодоуправляемого делителя частоты, выход которого соединен со счетным входом первого триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов контроля параметров путем исключения повторных срабатываний за счет перевода устройства в режим управляемого ожидания после первой фиксации аварийной критической ситуации, в устройство введены нормирующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь, второй триггер, четыре регистра, блок вычитания, два блока

сравнения, элемент задержки, селектор- мультиплексор, элемент ЗАПРЕТ, регистратор, индикатор результатов контроля, шина ввода кода предельно допустимого приращения параметра и разрешения его записи, шина ввода кода сигнального значения параметра и разрешения его записи, соединенная с информационными входами и входом записи четвертого регистра, выходы которого подключены к первой группе входов второго блока сравнения, выход которого соединен с входом регистратора и счетным входом второго триггера, прямой выход которого подключен к первому входу элемента -ЗАПРЕТ, второй вход которого подключен к входу Пуск устройства, вход кода деления которого соединен с информационными входами и входом записи кодоуп- равляемого делителя частоты, выход которого подключен к входу элемента задержки, выход которого соединен с входом разрешения второго блока сравнения, вторая группа входов которого, подключена к выходам селектора-мультиплексора, адресный вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, первая и вторая группы информационных входов селектора- мультиплексора соединены соответственно с первой и второй группами информационных входов блока вычитания, выходы которого подключены к второй группе входов первого блока сравнения, выход которого соединен с входом индикатора результатов

контроля, а первая группа входов подключена к выходам третьего регистра, информационные входы и вход записи которого соединены с шиной ввода кода предельно допустимого приращения параметра и разрешения его записи устройства, выход датчика подключен к входу нормирующего усилителя, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, вход опорной частоты которого подключен к выходу управляемого тактового генератора, управляющий вход которого соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ, выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к информационным

входам первого и второго регистров, вход разрешения записи первого регистра соединен с прямым выходом первого триггера, инверсный выход которого подключен к входу разрешения записи второго регистра и

входу разрешения блока вычитания, первая и вторая группы информационных входов которого соединены соответственно с выходами первого и второго регистров.