Устройство для контроля параметров Советский патент 1992 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах контроля сложных систем.

Известны устройства для контроля параметров 1, 2, содержащие блок управления, блоки анализа, блок вывода результата и коммутатор. Эти устройства обеспечивают возможность управления достоверностью контроля, т. е. возмбжность влиять на оценку параметра в чьих-либо интересах - заказчика или изготовителя, снижая риск одного за счет другого путем заинтересованного искажения информации об истинном состоянии контролируемого параметра при вынесении окончательного решения о признании его годным или не годным.

Однако такие устройства сложны, требуют обязательного наличия в своем составе формирователя интервала времени измерения. Кроме того, здесь время выполнения процедуры повышения достоверно сти всегда постоянно и не зависит от того,

находится ли параметр в зоне уееТзёШбго не годен и (годен) или на их границе.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для контроля параметров 3, содержащее блок управления, блок регистров, коммутатор, информационные входы которого являются входами устройства, служащими для подключения объекта контроля, а управляющие входы соединены с первой группой информационных выходов блока регистров, ин- формационный, адресный и вход записи которого соединены соответственно с информационным, адресным и выходом записи блока управления.

Устройство осуществляет переопрос теку- щего значения контролируемого параметра, при каждом переопросе формирует оценку па- , раметра - годен или не годен, анализирует по числу полученных за контрольный интерват достоверность оценок годен и не годен, отдавая предпочтение той оценке, которой заданный предел будет достигнут раньше. В

(Л

С

х|

00

Ј

х|

XI

случае же недостижения за контрольный интервал требуемой достоверности ни одной из оценок предпочтение отдается оценке, получившей большее число подтверждений.

Это устройство обеспечивает повышение быстродействия, но не дает высокой достоверности контроля.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены блок измерения и оценки параметров, первый и второй блоки анализа оценки, элемент ИЛИ и блок вывода результата, информационные входы годен и не годен которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков анализа оценки и первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с одноименными входами блока измерения и оценки параметров первого и второго блоков анализа оценки и выходом сброса блока управления, информационный вход, вход запуска, вход уставки, выходы Годен и Не годен блока измерения и оценки параметров соединены соответственно с выходом коммутатора, выходом запуска и вторым информационным выходом блока регистров, счетными входами первого и второго блока анализа оценки, входы уставок которых соединены соответственно с третьим и четвертым информационными выходами блока регистров, выход элемента ИЛИ соединен с входом запуска блока управления.

В предлагаемом устройстве формируют импульсы тактовой частоты, с которой производят переопросы результатов сравнения контролируемого параметра с допуском на него оценок параметра Годен или Не годен (в зависимости от того, в допуске или за пределами допуска находится параметр в момент переопроса результата сравнения), подсчитывают порознь число оценок Годен или Не годен, сравнивая при каждом очередном переопросе результаты подсчета оценок с наперед заданными допустимыми пределами N (для Годен) и М (для Не годен) и формируют окончательный результат в зависимости от того, какой из оценок (Годен или Не годен) раньше будет достигнут заданный ей допустимый предел. Контрольный интервал при этом формируют в неявном виде. Величина этого интервала равна сумме величин N и М. Другими словами, сумма (N+M) определяет контрольный интервал наблюдения за параметром.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для контроля параметров; на фиг, 2,

2а, 26 - пример выполнения устройства; на фиг. 3 - вариант выполнения блока измерения и оценки параметров с использованием аналого-цифрового преобразователя следящего типа; на фиг. 4 - алгоритм работы блока управления; на фиг. 5 и 5а - алгоритм работы обрабатывающей части предлагаемого устройства.

На фиг. 1 показаны: объект 1 контроля,

коммутатор 2, блок 3 измерения и оценки параметров, первый блок 4 анализа оценки, второй блок 5 анализа оценки, элемент 6 ИЛИ, блок 7 вывода результата, блок 8 управления, блок 9 регистров.

Блок 3 измерения и оценки параметров (фиг. 2) содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, узел 11 сравнения, например цифровой компаратор, управляемый генератор 12 импульсов, содержащий, например, генератор 13 непрерывной последовательности импульсов и элемент 14 И.

В блоке 3 измерения и оценки параметров описан АЦП 10 однократного преобразования, сигнальный вход которого служит сигнальным входом блока 3. Синхровыход АЦП 10 Конец преобразования (КП) соединен с синхровходом узла 11 сравнения, пер- вый информационный вход которого

соединен с выходом результата преобразования (Кх) АЦП 10, а второй информационный вход узла 11 сравнения является информационным входом блока 3 измерения и оценки параметров. Первый управляющий вход АЦП 10 соединен с выходом управляющего генератора 12 импульсов, вход которого служит первым управляющим входом блока 3 измерения и оценки параметров, вторым управляющим входом которого служит сбросовый вход АЦП 10.

Блок 7 вывода результата содержит регистр 15 и элементы 16 и 17 индикации.

Первый и второй блоки 4 и 5 анализа оценки содержат счетчики 18 и 19 импульсов и узлы 20,21 сравнения, например, цифровые компараторы.

В блок 9 регистров входят регистры 22- 1 ... 22-5.

Блок 8 управления содержит кнопки 23 Пуск 24 и Сброс, элементы 25 и 26 ИЛИ, триггер 27, счетчик 28 импульсов, узел 29 памяти управляющих воздействий, дешифратор 30 команд, генератор 31 импульсов,

элемент 32 И, формирователи 33 и 34 импульсов, шинные усилители 35 и 36, группы шинных усилителей 37 и 38 и элемент 39 задержки.

Блок 8 может быть и другим, например выполненным на основе клавишного поля,

обеспечивающего ручной ввод программной информации в блок 9 регистров.

В составе коммутатора 2 показаны усилительные элементы 40-1...40-п и реле 42- 1...42-П.

На фиг. 3 показан еще один вариант блока 3 измерения и оценки параметров. Отличия здесь заключаются в том, что выход управляющего генератора 12 импульсов соединен с элементом 43 И, являющимся син- хровходом узла 11 сравнения, а не с управляющим входом AUD 10, который выполнен следящим. В этом варианте исполнения блока 3 АЦП 10 может и не быть, если узел 11 выполнен на аналоговом компарато- ре.

В качестве АЦП 10, показанного на фиг. 2, может быть использован любой стандартный аналого-цифровой преобразователь однократного преобразования, обеспечива- ющийформированйёсинхросигнала Конец преобразования (КП), свидетельствующего о том, что результат преобразования (Кх) готов к выдаче.

Устройство для контроля параметра (фиг. 2) работает следующим образом.

Цикл контроля начинают подачей сигнала Сброс от кнопки 24. Этот сигнал обеспечит установку в исходное состояние счетчика 28 импульсов, триггера 27, регист- ров 22-1...22-5, счетчиков 18 и 19 импульсов, АЦП 10 и регистра 15.

В исходном состоянии информация на выходах регистров 22-1 ..22-5 и 15 отсутствует. Триггер 27 сброшен. Логический эле- мент 14 И закрыт для прохождения импульсов запуска на управляющий вход АЦП 10. Сигнал КП на синхровыходе АЦП 10 отсутствует, результат преобразования Кх на выходе АЦП 10 равен О. Элемент 32 И в исходном состоянии закрыт для прохождения импульсов от генератора 31 на счетный вход счетчика 28 и вход Чтение (Чт) узла памяти 29.

После нажатия кнопки 23 сигнал Пуск через элементы 25 и 26 ИЛИ, формирователь 33 и шинный усилитель 35 поступит на второй управляющий (сбросовый) выход блока 9 управления и триггер 27, чем подтвердится необходимость привести устрой- ство в исходное состояние перед проведением контроля каждого параметра.

Будучи задержанным элементом 24 на время приведения устройства в исходное состояние, сигнал Пуск поступит на уста- новочный вход триггера 27, благодаря чему элемент 32 И окажется открытым для прохождения импульсов с выхода генератора 31 на счетный вход счетчика 28 импульса, синхровход Чтение (Чт) узла памяти управляющих воздействий 29 и через формирователь 34 и шинный усилитель 35 на синхровход дешифратора 30 и синхровходы Запись (Зп) регистров 22-1...22-5.

За время существования синхросигнала Чт на соответствующем входе узла 29 памяти управляющих воздействий последний осуществляет считывание программной информации в соответствии с адресом, поступающим на его адресный вход с выхода счетчика 28 импульсов.

В составе каждого слова, считываемого с узла 29 памяти информации, содержатся адресная и информационная части. Адресная часть этого слова определяет адрес одного из регистров блока 9, в который должна быть занесена информационная часть слова или адрес дешифратора 30, в который вводят команду Стоп.

Последовательность занесения программной информации в регистры 22- 1...22-5 следующая. Первыми получают программную информацию регистры 22-3, 22-4 и 22-5. Эта информация определяет величину допустимого отклонения контролируемого параметра (регистр 22) и допуск на суммарное время пребывания параметра в допуске (регистр 28-5) или за пределами допуска (регистр 22-4). Затем вводят программную информацию в регистр 22-1, определяющую коммутацию на вход блока 3 измерения и оценки параметров выбранной в объекте 1 контроля точки сьема информации. Далее в оегистр 22-2 вводят команду запуска блока 3 измерения и оценки параметров. Последней в дешифратор 30 подают команду Стоп, которая, поступив с выхода этого дешифратора на сбросовый вход триггера 27, установит последний в исходное состояние, прекратив тем самым дальнейшее считывание программной информации, определяющей процедуру контроля данного параметра.

Команда Запуск, поступив с выхода регистра 22-2 на вход блока 3 измерения и оценки параметров и далее на управляющий вход управляемого генератора 12 импульсов, откроет элемент 14 И для прохождения импульсов с выхода генератора 13 на первый управляющий вход АЦП 10.

Период последовательности импульсов, формируемой генератором 12, выбирают несколько большим времени преобразования АЦП 10 напряжения, максимального для выбранного диапазона преобразования АЦП 10. Этот период определяет дискрет измерения счетчиками 18 и 19 времени преобразования параметра в допуске и вне допуска соответственно. Время существования команды Запуск на входе

управляемого генератора 12 равно времени контроля параметра с учетом выполнения процедуры повышения достоверности.

По каждому импульсу с выхода управляемого генератора 12, поступающему на вход АЦП 10, последний обеспечивает снятие сигнала КГ и кода Кх с выхода, а затем запуск и новое преобразование в код текущего значения параметра, действующего на входе АЦП 10.

По окончания каждого цикла преобразования АЦП 10 выставляет на своих выходах Кх - результат преобразования и синхросигнал КП - конец преобразования.

По переднему фронту синхросигнала КП узел 11 сравнения обеспечивает сравнение действующих на его информационных входах кодов и формирует оценку Годен или Не годен в зависимости от значений этих кодов.

Время действия оценок Годен и Не годен на выходе узла 11 сравнения определяется временем существования синхросигнала КП на выходе АЦП 10, а период равен периоду импульсной последовательности, формируемой генератором 12 импульсов.

Импульсные оценки Годен и Не годен поступают на входы счетчиков 18 и 19 соответственно, где и производят их подсчет, благодаря чему определяется суммар- нзае время существования контролируемого параметра в допуске и за пределами допуска в течение контрольного интервала, определяемого условной суммой (M+N).

Когда код времени существования оценки Годен (или Не годен) достигает допустимого значения N или М, узел 20 сравнения (для Не годен -узел 21) выдает оценку Годен (Не годен), которая, пройдя через элемент 6 ИЛ И. поступит на синх- ровход Запись (Зп) регистра 15 и обеспечит последнему запись действующих на его входах результатов контроля - оценок Годен или Не годен, прошедших в блоках 4 и 4 анализ на достоверность.

Одновременно сигнал с выхода элемента б ИЛИ поступит на вход пуска блока 8 управления в качестве сигнала Пуск, аналогичного по функции сигналу, формируемому кнопкой 23, который, поступив на второй вход элемента 25 ИЛИ, снимает сигнал Запуск с входа блока 3 измерения и оценки параметров и обеспечивает предлагаемому устройству переход к контролю следующего параметра.

Предлагаемое устройство обеспечивает решение следующих задач по контролю:

-устранение (существенное снижение) влияния случайной составляющей на результат контроля;

-фиксацию наличия сбоев в контроли- руемом объекте и в измерительном тракте;

-управление достоверностью контроля путем создания асимметрии либо в интересах заказчика, либо в интересах изготовителя.

0 Все перечисленные качества достигаются за счет изменения соотношения между критериями N и М.

При решении задачи по устранению влияния случайной составляющей на ре5 зультат контроля для равного приоритета рисков заказчика и изготовителя .

При необходимости зафиксировать-наличие хотя бы одного сбоя за интервал, рав0 ный N,

, . ,

Управляют достоверностью путем назначения N и М, отличающихся один от другого.

5В сравнении с базовым устройством

(прототипом), предлагаемое устройство более просто в реализации, обеспечивает более высокую достоверность использующим его системам контроля. Возможность уп0 равлять достоверностью расширяет область применения устройства.

Формула изобретения 1. Устройство для контроля параметров, содержащее блок управления, блок регист5 ров, коммутатор, информационные входы которого являются входами устройства, служащими для подключения объекта контроля, а управляющие входы соединены с первой группой информационных выходов

0 блока регистров, информационный, адресный и вход записи которого соединены соответственно с информационным, адресным выходом записи блока управлений, отличающееся тем, что, с целью

5 повышения достоверности результатов контроля, в устройство введены блок измерения и оценки параметров, первый и второй Ьлрки анализа оценки, элемент ИЛИ и блок вывода результата, информационные входы

0 Годен и Не годен которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков анализа оценки и первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом записи блока

5 вывода результата, вход сброса которого соединен с одноименными входами блока измерения и оценки параметров первого и второго блоков анализа оценки и выходом сброса блока управления, информационный вход запуска, вход установки, входы Годен и Не годен блока измерения и оценки параметров соединены соответственно с выходом коммутатора, выходом запуска и вторым информационным входом блока регистров, счетными входами первого и второго блоков анализа оценки, входы установок которых соединены соответственно с третьими и четвертым информационными выходами блока регистров, выход элемента ИЛИ соединен с входом запуска блока управления.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что блок управления содержит кнопки Пуск, Сброс, первый торой элементы ИЛИ, триггер, счетчик импульсов, узел памяти управляющих воздействий, дешифратор команд, генератор импульсов, элемент И, первый и второй формирователи импульсов, первый и второй усилители, первую и вторую группы усилителей и элемент задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом кнопки Сброс и входом сброса счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с входом элемента И, входом разрешения чтения узла памяти управляющих воздействий и входом второго формирователя импульсов, выход которо го соединен с входом первого усилителя, выход которого соединен с синхровходом дешифратора команд и является выходом

записи блока, первая и вторая информационные группы входов дешифратора команд соединены соответственно с выходами первой и второй групп усилителей и являются соответственно адресным и информационным входами блока, первый выход дешифратора команд соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого формирователя импульса, выход которого соединен с входом

второго усилителя, выход которого является выходом сброса блока, к входу пуска которого подключен первый вход первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с кнопкой Пуск, выход элемента задержки

соединен с входом установки триггера, первый вход сброса которого подключен к выходу сброса блока, а второй вход сброса к выходу Стоп дешифратора команд, выход счетчика импульсов соединен с адресным

входом узла памяти управляющих воздействий, первые и вторые группы выходов которого соединены с вхоДами первой и второй группы усилителей.

Использование: в сложных технических ctocteMax. Сущность изобретения: устройство содержит коммутатор 2, блок 3 измерения и оценки параметров, блок анализа оценки (4, Ь), элемент ИЛИ б, блок 7 вывода результата, блок 8 управления и блок 9 регистров. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

J CO W .& -J -J

Г--

Содержимое счетчика аареса увеличить на 7

ffпробить ПЗУ яа сузорми- рмчнному с/дресу

I

т

Шикать синхроимлу/ Зади№ ко& twtpo/waqutf и fpA aapeta 6 jЈ0o/( регист IBP snepBtntioftoy /jctftsffntj

у

Отд Фиг. 5

С Начало

а

Увеличить содержимое счетчи- /га Не годен

W

Сра В нить содержимое счетчика Me годен с допуском на достоверность (М)

Да Лкимое Уика

W

Bbtdo/776

резуль/яа/я /У годен

Схонец j

i

Выдя/пь результа/я Годен

Фиг. 7

Г Начало)

Включить генератор токовых, импульсов

Следия ь 30 /taswvtse/v импутсов лереа/ /эо а

Срабниш ЛА с Кдоп и сфор/чирооа/яь оиежи То0ен t/лг/ tie годен

О

#еъ

М0

«°б

Фиг8