УСТРОЙСТВО для КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ Советский патент 1973 года по МПК G05B23/02 G05B19/4068 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Устройство может быть использовано в автоматизированных системах управления и системах централизованного контроля промышленных объектов.

Известны устройства для контроля технологических параметров, содержащие генератор тактовых импульсов, блок управления, блок эталонных сигналов, блоки вертикальной и горизонтальной разверток и последовательно включенные коммутатор входных сигналов, нуль-орган, блок формирования отрезков, смеситель, модулятор яркости и электроннолучевую трубку (ЭЛТ), которые позволяют наблюдать на экране эпюру распределения значений параметров на множестве точек объекта.

Недостаток известных устройств состоит в низкой точности представления и измерения информации.

В устройствах, где в качестве индикатора используется осциллограф, погрешность измерения значений параметров достигает 10%. В известных устройствах с растровым формированием изображений значительная погрешность измерения возникает из-за нелинейности отклоняющей системы и отсутствия визирной линии. Кроме того, в известных устройствах не обеспечивается индикация цифрового значения параметра, что усложняет процесс измерения и затрудняет работу оператора.

Цель изобретения - повышение точности представления и измерения значений параметров.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно дополнительно содержит блок вызова параметра, вход которого подключен к блоку управления, первый выход -

коммутатору, блок формирования цифр, выход которого соединен со вторым входом смесителя, и аналого-цифровой преобразователь, вход которого подсоединен к коммутатору, выход - ко входу блока формирования цифр,

а управляющий вход, соединенный с управляющим входом блока формирования отрезков, подключен ко второму выходу блока вызова параметра. Это позволяет, во-первых, повысить точность представления эпюры распределения значений параметров на экране ЭЛТ, во-вторых, формировать на экране, кроме электронной шкалы, подвижную визирную линию для измерений, перемещаемую оператором,

в-третьпх, формировать на экране одновременно с эпюрой цифровое значение любого параметра, выбранного оператором. При этом погрешпость аналогового измерения с помощью электронной щкалы и визирной линии

не превышает 2%, а погрешность цифровой

индикации значения параметра - не более 0,5%. Наличие визирной линии облегчает измерение, повышает точность измерений и снижает погрешность из-за нестабильности характеристик ЭЛТ.

Реализация цифровой индикации в устройстве повышает его эффективность и универсальность благодаря повышению точности и оперативности измерения контролируемых параметров. Таким образом в предлагаемом устройстве совмещены преимуш,ества аналогового и цифрового способов представления информации - наглядность первого и точность второго.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит коммутатор входных сигналов (КВС) 1 блок эталонных сигналов 2, нуль-орган 3, блок формирования отрезков (БФО) 4, смеситель 5, модулятор яркости 6, электроннолучевую трубку 7 (ЭЛТ) с электромагнитным отклонением, генератор тактовых импульсов 8, блок управления 9, блок вертикальной развертки 10, блок горизонтальной развертки 11, блок формирования компенсируюш,его напряжения 12, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 13, блок формирования цифр (БФЦ) 14, блок вызова параметров (ВВП) 15.

Коммутатор входных сигналов 1 предназначен для периодического подключения электрических сигналов датчиков и эталонных сигналов ко входам нуль-органа 3 и АЦП 13.

Блок эталонных сигналов 2 содержит ряд источников эталонных напряжений, необходимых для формирования электронной шкалы. Нуль-орган 3 имеет два выходных состояния и сравниваем напряжеиие сигнала Их с пилообразным компенсирующим напряжением UhБлок формирвоания отрезков 4, состоящий из четырех клапанов, играет роль временного селектора сигналов от нуль-органа 5.

Смеситель 5 представляет собою диодпую сборку «Р1ЛИ с дифференцирующими RC-MQпочками на входах.

Электронно-лучевая трубка 7 - телевизионная ЭЛТ с электромагнитным отклонением. Основу блока формирования компенсирующего напряжения 12 составляет согласующий трансформатор.

Блок формирования цифр 14 состоит из 12-разрядного входного регистра, шифраторапреобразователя двоично-десятичного кода в код световых элементов на экране ЭЛТ и узла формирования импульсов изображения цифр на экране.

Блок вызова параметров 15, содержащий наборное поле с N пусковыми кнопками, релейный блок с Л реле и потенциометр визирной линии, предназначен для вызова на экран ЭЛТ цифрового значения параметра, выбранного оператором, и для управления перемещением визирной линии но экрану.

В устройстве используется растровый способ формирования изображения. Значения параметров представляются на экране в виде светящихся отрезков, высота которых, пропорциональная величине параметра, образует эпюру распределения значений в точках измерения (контроля).

С помощью сигналов эталонных напряжений на экране формируется также изображение нулевой линии и электронной щкалы, представляющей собою ряд отрезков или светящихся точек, соответствующих эталонным уровням. Кроме того, на экране формируется подвижная визирная линия для измерения параметров по электронной или механической щкале.

В верхней части экрана по вызову оператора высвечивается цифровое значение параметра с точностью не хуже 0,5%. Вызов на цифровую индикацию осуществляется через наборное поле. При этом яркость отрезка, изображающего выбранный параметр, увеличивается вдвое.

Таким образом на экране представляется как эпюра распределения значений параметров с электронной шкалой, так и цифровое

значение любого выбранного параметра. Количество индицируемых параметров - до 150. Устройство работает следующим образом. Блок управления 9 вырабатывает последовательности импульсов, управляющих работой всех блоков устройства, а также синхронизирующих работу блоков вертикальной 10 и горизонтальной 11 разверток.

Коммутатор входных сигналов 1 поочередно подключает выходы датчиков, выходы блока эталонных сигналов 2 и выход потенциометра визирной линии в блоке вызова параметров 15 ко входу нуль-органа 3 и АЦП 13.

Нуль-Орган сравнивает напряжение сигнала Ux с пилообразным компенсирующим напряжением Uk, которое формируется блоком 12 непосредственно из пилообразного тока, протекающего в блоке вертикальной развертки 10 отклоняющей системы. На выходе нуль-органа образуются импульсы, длительность которых пропорциональна величине сигнала. Блок формирования отрезков 4, состоящий из нескольких клапанов выполняет временную селекцию импульсов по сигналам из блока управления 9 и блока вызова параметров 15. Селекция заключается в выборе нужиой строки и нужного места в строке для засветки.

Сигналы с выхода блока 4 через смеситель 5 поступают на вход модулятора яркости 6. высвечивая нужные участки строки.

Импульсы значений параметров и эталонных сигналов электронной щкалы передаются через смеситель 5 без искажений, а импульсы нулевой и визирной линиидифференцируются на входе смесителя, благодаря чему-бни изображаются на экране в виде пунктирных ли-НИИ. По сигналу от БВП 15 блок 4, пропуская в соответствующий момент смеситель 5 на вход модулятора яркости- 6 дополнительный

импульс, увеличивает вдвое яркость свечения выбранного отрезка.

Блок вертикальной развертки 10 осуществляет развертку по строкам (длительность строки, например, 64 мксек). Строки на экране расположены вертикально, светящаяся часть строки изображает значение параметра. Блок горизонтальной развертки 11 выполняет кадровую развертку с частотой 50 гц.

Фля формирования пилообразного напряжения Uk используется токовый сигнал, возникающий непосредственно в обмотке отклоняющей системы, что позволяет снизить погрешность представления параметров из-за нелинейности тока развертки.

Аналого-цифровой преобразователь 13 вырабатывает двоично-десятичный код параметра, вызванного через блок вызова параметров 15. Этот код поступает во входной регистр блока формирования цифр 14. Смена кода в БФЦ происходит один раз в секунду.Изображение цифры на экране формируется, например, из восьми элементов (отрезков). Каждой цифре от О до 9 соответствует определенная комбинация светящихся отрезков. Десятичный код величины выбранного параметра формируется на экране последовательно, начиная со старшего разряда. При этом тетрады из входного регистра БФЦ 14 поочередно поступают на вход шифраторапреобразователя двоично-десятичного кода в код световых элементов, который также входит в состав БФЦ.

Далее код на выходе шифратора преобразуется в последовательность импульсов, поступающих через смеситель 5 на вход модулятора яркости 6, высвечивая изображения цифр на экране ЭЛТ 7.

Блок вызова параметров 15 содержит наборное поле из пусковых кнопок, блок реле и потенциометр визирной линии. При нажатии кнопки с номером выбранного параметра в

блоке реле срабатывает и самоблокируется соответствующее реле.

На вход блока 15 поступают сигналы из блока управления 9, а на его выходах формируются импульсы, обеспечивающие увеличение яркости отрезка, изображающего на экране выбранный параметр, и импульсы, управляющие работой АЦП 13 для получения цифрового кода выбранного параметра. Кроме

того, из БВП 15 на вход коммутатора / подается сигнал напряжения визирной линии, устанавливаемой оператором с помощью потенциометра.

Предмет изобретения

Устройство для контроля технологических параметров, содержащее коммутатор, вход которого соединен с блоком эталонных сигналов, а выход через нуль-орган, блок формирования отрезков, смеситель и модулятор яркости - с электроннолучевой трубкой, блок управления, соединенный с генератором тактовых импульсов и через блок горизонтальной развертки и блок вертикальной развертки - с электроннолучевой трубкой, выход блока вертикальной развертки через блок формирования компенсирующего напряжения подключен ко второму входу нуль-органа,

отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно дополнительно содержит блок вызова параметра, вход которого подключен к блоку управления, первый выход- к коммз-татору, блок формирования

цифр, выход которого соединен со вторым входом смесителя, и аналого-цифровой преобразователь, вход которого подсоединен к коммутатору, выход - ко входу блока формирования цифр, а управляющих вход, соединенный с управляющим входом блока формирования отрезков, подключен ко второму выходу блока вызова параметра.