Устройство для контроля времени работы оборудования Советский патент 1991 года по МПК G07C3/10 

ч

Ё

Изобретение относится к измеритель- ной технике, в частности к устройствам для измерения времени работы оборудования. Цель изобретения - повышение точности. Устройство содержит генератор 1 импульсов, блок 2 управления, блок 3 выбора режима, реверсивные счетчики 4 и 5, цифровые компараторы 6 и 7, формирователи 8 и 9 импульсов, триггер 10, элемент ИЛИ 11, коммутаторы 12 и 13, блок 14 преобразования кодов, блок 15 отображения. Коммутатор 12 содержит инвертор 16, элементы И 17 и 18, элемент ИЛИ 19. Коммутатор 13 содержит инвертор 20, элементы И 21 и 22, элемент ИЛ И 23. БлокЗ выбора режима состоит из кнопок, триггеров, элементов ИЛИ, счетчика и элемента И. Блок 2 управления состоит из регистра сдвига, кнопок триггера, элементов И и индикатора 2 з.п ф-лы, 3 ил.

О

ю ел

CJ 4 00

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения временных интервалов работы оборудования, например машин, узлов радиоаппаратуры.

Цель изобретения - повышение точности путем исключения сбоев информации в моменты переключения режимов работы.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока выбора режима; на фиг. 3 - схема блока управления.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, блок 2 управления, блок 3 выбора режима, первый и второй реверсивные счетчики 4 и 5, первый и второй цифровые компараторы 6 и 7, первый и второй формирователи 8 и 9 импульсов, триггер 10, элемент ИЛИ 11, первый и второй коммутаторы 12 и 13, блок 14 преобразования кодов и блок 15 отображения информации.

Коммутатор 12 включает инвертор 16, первый и второй элементы И 17 и 18 и элемент ИЛИ 19. Коммутатор 13 содержит инвертор 20, первый и второй элементы И 21 и 22 и элемент ИЛИ 23.

Блок выбора режима состоит из кнопок 24 и 25, триггеров 26 - 29, элементов ИЛИ 30 - 33, счетчика 34 и элемента И 35.

Блок 2 управления выполнен в виде регистра 36 сдвига, кнопок 37 - 39, триггера 40, элементов И 41 и 42 и индикатора 43.

Устройство для контроля времени работы оборудования работает следующим образом,

Устройство имеет следующие режимы работы: программно-временного устройства (ПВУ), секундомера (СМ), программируемого таймера (Т) и измерения текущего времени в реальном масштабе времени (НТВ).

Основным из указанных режимов является режим ПВУ, В этом режиме устройство выдает управляющие команды для управления различной контрольно-регистрирующей аппаратурой или технологическими процессами при подаче на вход устройства сигнала запуска. Вырабатываемые при этом управляющие команды представляют собой срабатывание исполнительного элемента (наприг зер, замыкание контактной группы реле) через время задержки от момента поступления внешней запускающей команды (Тзэд) -на время выдачи (1 раб). Требуемые времена и Траб) в этом режиме заносятся оператором непосредственно перед работой с помощью кнопочных переключателей блока 2 управления, расположенных на лицевой панели устройства.

Информационная емкость каждого из реверсивных счетчиков 4 и 5 составляет 24 ч с необходимой дискретностью.

Информация о времени Тзад и Траб заносится в виде двоично-десятичного кода в реверсивные счетчики, 4 и 5 измерителя времени задержки и измерителя времени работы.

Занесение информации осуществляет0 ся с выхода блока 2 управления через элементы И 18 и 22 и ИЛИ 19 и 23 коммутаторов 12 и 13. С выходов коммутаторов 12 и 13 сигнал занесения поступает на счетные входы реверсивных счетчиков 4 и 5. Информа5 ция о значениях занесенного времени в виде цифрового кода поступает на вход блока 14 переобразования кодов и далее на блок 15 отображения (дисплей) для визуального отображения. Блок 15 представляет со0 бой многозарядный индикатор с числом разрядов, равных числу ступеней реверсивных счетчиков 4 и 5.

После уставки времен Тзад и Траб устройство переходит в дежурны.й режим до при5 хода через интерфейс системы управления внешнего сигнала запуска, поступающего на внешний командный вход блока 3 выбора режима,

На первом выходя блока 3 формируется

0 потенциальный сигнал направления счета реверсивных счетчиков 4 и 5 на вычитание, который также поступает на разрешающие входы цифровых компараторов 6 и 7.

la третьем выходе блока 3 формируется

5 сигнал разрешения начала работы в режиме ПВУ, который поступает на элемент И 17, разрешая прохождение сигнала тактовой частоты, поступающей с выхода генератора 1, через элемент ИЛИ 19 на счетный

0 вход реверсивного счетчика 4. Этот же сигнал на время работы через инверторы 16 и 20 запрещает проведение коррекции, занесенной в счетчики 4 и 5 информации, закрывая элементы И 18 и 22 для прохожде5 сигналов занесения с выходов блока 2 управления.

В счетчике 4 начинается потактовое вычитание из занесенной информации до нулевого состояния всех разрядов счетчика.

0 При достижении нулевой комбинации во всех разрядах счетчика 4 на выходе компаратора формируется потенциальный сигнал, который поступает на формирователь 9 импульс, с выхода которого опрокидывает

5 триггер 10.

Сигнал с выхода триггера 10 подается нэ исполнительный элемент (не показан), управляя его работой. Таким образом, через заранее выставленное время Т3ад относительно момента прихода на внешний командный вход блока 3 сигнала запуска срабатывает исполнительный элемент (например, замыкаются нормально разомкнутые контакты исполнительного реле). Одновременно сигнал с выхода триггера 10 поступа- ет через элемент ИЛИ 11 на установочный вход счетчика 4, поддерживая его нулевое состояние, а также на вход элемента И 21, разрешая прохождение сигнала тактовой частоты с выхода генератора 1 на счетный вход счетчика 5 измерителя времени работы. В счетчике 5 начинается потактовое вычитание из занесенной в него информации до нулевого состояния всех разрядов счетчика. При достижении нулевой комбина- ции во всех разрядах счетчика 5 сигнал с выхода компаратора 7 через формирователь 8 опрокидывает в исходное состояние триггер 10, выключая исполнительный элемент. Таким образом, через время Тзад + Траб отно- сительно прихода внешнего сигнала запуска прекращается работа исполнительного элемента.

Одновременно сигнал с выхода формирователя 9 поступает на управляющий вход блока 3. При этом сигналом с третьего выхода блока 3 закрывается элемент И 17 для прохождения импульсов тактовой частоты с выхода генератора 1 на счетный вход счетчика 4, а через инверторы 16 и 20 от- крываются элементы 18 и 22 для занесения в счетчики 4 и 5 начальной временной информации. При этом сигнал с первого выхода блока 3 запрещает функционирование цифровых компараторов 6 и 7 и пе- реводит счетчики 4 и 5 в режим прямого счета.

В режиме ПВУ (фиг. 2) сигнал запуска, поступающий на внешний командный вход блока 3, через элемент ИЛИ 33 опрокидыва- ет триггер 28.

Внешний сигнал запуска анализируется по амплитудно-временным параметрам с целью исключения ложных запусков устройства. С инверсного выхода триггера 28 сни- мается сигнал, поступающий на входы изменения направления счета счетчиков 4 и 5 и компараторов 6 и 7, разрешая обратный счет в счетчиках 4 и 5 и анализ нулевой комбинации разрядов в компараторах 6 и 7. Сигнал с прямого выхода триггера 28 через элемент ИЛИ 31 блокирует работу триггеров 26 и 27, запрещая работу устройства в режимах СМ, Т, НТВ при управлении с помощью кнопки 24 Одновременно сигнал с прямого выхода триггера 28 через элемент ИЛИ 32 поступает на вход элемента И 17 коммутатора 12, разрешая прохождение тактовой частоты на счетный вход счетчика 4, и через инверторы 16 и 20 запрещает проведение коррекции временной информации счетчиков 4 и 5.

По окончании отработки заданной программы сигнал с формирователя 8 поступает на управляющий вход блока 3 и через элемент ИЛИ 30 устанавливает в исходное состояние триггер 28, прекращая функционирование устройства в режиме ПВУ При этом сигналом с инверсного выхода триггера 28 осуществляется переключение на прямой счет счетчиков 4 и 5 и запрещается функционирование компараторов б и 7. Одновременно через элемент ИЛИ 32 сигналом с прямого выхода триггера 28 запрещается прохождение через коммутатор 12 тактовой частоты на вход счетчика 4 и разрешается занесение информации в счетчики 4 и 5 через коммутаторы 12 и 13, а через элемент ИЛИ 31 разблокируются триггеры 26 и 27.

Начальная установка всех элементов устройства в исходное состояние осуществляется кнопкой 25. При нажатии кнопки элемент ИЛИ 30 устанавливается триггер 28, формируя исходные сигналы на выходах блока 3 для обеспечения работы устройства во всех четырех режимах, через элемент ИЛИ 31 устанавливаются триггеры 26 и 27, а также обнуляются счетчики 4 и 5. Для исключения возможности несанкционированного сброса во время работы время на- жзтия кнопки 25 должно быть не менее 1,28 с (достигается путем задержки реального сигнала от момента нажатия) что уменьшает возможность сброса при ошибочном нажатии кнопки 25

Все кнопки устройства имеют схему защиты от дребезга, выполненную по известной схеме на триггерах (не показаны).

В режиме СМ управление устройством осуществляется с помощью кнопки 24 При первом нажатии опрокидываются триггер 26, выполненный как триггер-защелка, и триггер 27, включенный в счетном режиме. С выхода триггера 26 через элемент ИЛИ 30 на время работы в режиме СМ блокируется триггер 28, исключая переход на режим ПВУ С выхода триггера 27 сигнал через элемент ИЛИ 32 открывает коммутатор 12 для прохождения тактовой частоты на вход счетчика 4, включенного в режиме прямого счета. При повторном нажатии кнопки 24 сигнал с триггера 27 через элемент ИЛИ 32 закрывает коммутатор 12, прекращая счет импульсов тактовой частоты счетчиком 4 и фиксируя измеренный интервал времени на блоке 15. При дальнейшей работе в режиме СМ с помощью кнопки 24 процесс повторяется В данном алгоритме функционирования устройства секундомер работает

в режиме накопления информации, т е продолжение измерения временного ин тервала начинается с предыдущего зафиксированного значения. При необходимости измерения временных интервалов непосредственно с нулевого значения достаточно предварительно нажать кнопку 25.

Режим Т аналогичен по алгоршму работы режиму ПВУ, за исключением гого, что запуск осуществляется с помощью кнопки 24. Предварительно по описанному алгоритму в счетчики А и 5 заносится временная информация о временах ТЭад и Траб.

Запуск устройства в режим Т достигается двукратным нажагием кнопки 24 в отличие от режима СМ. При этом время между нажатыми состояниями кнопки 24 не должно превышать 1,28 с, в противном случае устройство работает в режиме СМ

При двукратном нажатии кнопки 24 сигнал с выхода элемента И 35 через элемент ИЛИ 33 опрокидывает триггер 28, формируя сигналы, необходимые для функционирования устройства в этом режиме. Одновре менно через элемент ИЛИ 33 блокируются триггеры 26 и 27, исключая возможность дальнейшей работы с помощью кнопки 24 на все время режима Т

При первом нажатие кнопки 24 опрокидывается триггер 29. С, выхода триггера 29 сигнал поступает па первый вход элемента И 35 и разрешающий вход счетчика 24 разрешал счет импульсов тактовой «астоты. При появлении сигнала на выбранном выходе счетчика 34 опрокидывается триггер 29 при этом обнуляется сметчик 34 и снимается сигнал разрешения с первого входа элемента И 35.В рассматриваемом устройстве тактовая частота выбрана равной 100 Гц, а емкость счетчика составляет 2 , таким образом, через 1,28 с после первого нажатия кнопки 24 счетчик 34 переходит в исходное состояние, Если за это время не было повторного нажатия кнопки 24, то на выходе элемента И 35 сигнал не формируется; если было повторное нажатие, то на выходе элемента И 35 формируется сигнал, переводящий устройство в режим Т.

Режим ЧТВ по алгоритму работы аналогичен режиму СМ с предустановкой. Предварительно в счетчик 4 заносится информация в реальном масштабе времени. По сигналам точного времени осуществляется запуск устройства путем нажатия кнопки 24, при этом счетчик 4 начинает счет импульсов тактовой частоты в прямом направлении с выставленного значения. Визуальный контроль текущего значения времени осуществляется с помощью блока 15 Сигналы занесения информации в счетчики 4 и 5 формируются в блоке 2 управления (фиг. 3).

Кнопка 37 управляет работой регистра 36, адресные выходы которого подключены

к разрешающим входам записи отдельных ступеней счетчиков 4 и,5.

Числом нажатий кнопки 37 определяется выбор ступени счетчика 4 или 5, подлежащей коррекции.

Кнопкой 38 управляется триггер 40, сигналами с прямого и обратного выходов которого выбирается счетчик, информацию которого необходимо корректировать.

Непосредственное занесение информзции в выбранную ступень счетчика 4 или 5 осуществляется при нажатии кнопки 39, разрешая прохождение сигнала с частотой занесения с генератора 1 (например, 1 Гц) через элементы И 18 и 2 коммутаторов 12

и 13 в зависимости от состояния триггера 40. Сигнал с инверсного выхода триггера 40 поступает на индикатор 9 режима, на котором высвечивается сообщение о том, информация какого счетчика (4 или 5) корректируегся

Блок 14 преобразования кодов предназначен для обработки информации, поступающей от реверс ггзных счетчиков 4 и 5. и представляет собо коммутаторы, упразляе ые сигналами г. инверсного выхода

триггера 40 блока 2 управления, которые по

информационной шине записываются в

старшие разряды реверсивных счетчиков 4

и 5 и с выходов этих счетчиков поступают на

блок преобразования.

Формула изобретения 1. Устройство для контроля времени работы оборудования, содержащее генератор

импульсов, блок выбора режима, блок управления, первый коммутатор, первый ре- версивчый счетчик, первый и второй цифровые компараторы и триггер, первый выход блока управления соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого подключен к первому информационному входу первого реверсивного сметчика, выходы которого соединены с информационными входами первого цифрового компаратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в чего ведены второй коммутатор, элемент ИЛИ, первый и второй формирователи импульсов, блок преобразования кодов, блок

отображения информации, первый выход блока выбора режима соединен с управляющими входами первого и второго реверсивных счетчиков, первого и второго цифровых компараторов, выходы последних подключены к входам первого и второго формирователей импульсов, выход первого из которых соединен с первыми входами блока выбора режима и триггера, выход которого является выходом устройства и соединен с первым входом элемента ИЛИ и с первым входом второго коммутатора, выход которого подключен к первому информационному входу второго реверсивного счетчика, выходы которого соединены с информационными входами второго цифрового компаратора и с первыми входами блока преобразования кодов, выход которого подключен к блоку отображения информации, выходы первого реверсивного счетчика соединены с вто- рыми входами блока преобразования кодов, выход eiopoio формирователя импульсов подключен к второму входу триггера второй выход блока управления соединен с вторым входом второго комму- татора, третий вход которого объединен с вторым входом первого коммутатора, входом блока управления и подключен к первому выходу генератора импульсов, второй выход которого соединен с вторым входом блока выбора режима, второй выход которого подключен к установочному входу второго реверсивного счетчика и второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом пер- вого реверсивного счетчика, вторые информационные входы которого объединены с вторыми информационными входами второго реверсивного счетчика и подключены к третьим выходам блока управления, третий выход блока выбора режима соеди- нен с третьим и четвертым входами первого коммутатора и четвертым входом второго коммутатора, третий вход блока выбора режима является управляющий вхо- дом устройства.

3 Устройство по п. 1, отличаю щее- с я тем, что блок управления содержит регистр сдвига, первую, вторую и третью кнопки, триггер, индикатор, первый и второй элементы И, выходы которых являются первым и вторым выходами блока управления, выход первой кнопки соединен с входом регистра сдвига, выход второй кнопки подключен к входу триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен с первым входом первого элемента И и является входом блока управления, выход третьей кнопки подключен к третьему входу второго элемента И и второму входу первого элемента И, третий вход которого объединен с входом индикатора и соединен с инверсным выходом триггера, выходы регистра сдвига и инверсный выход триггера объединены в информационную шину, которая является третьим выходом блока управления.

Вход 2

29

в

4126

31

27

Управляющий

входЗ

Вхад1

(Риг. 2

2В

г- Збыход

1гЁГ

1Выход

3D

2выход

С генератора 1