Устройство для централизованного контроля Советский патент 1975 года по МПК G05B23/02 

ivOMMVTaropy и дифференциальным усиличелям. На чертеже представлена схема нредлагаемого устройства. Устройство содержит дешифратор-распределитель 1, датчики , счетчик 3, блоки измерения 4i-4„ , управляемый ключ 5, дифференциальные усилители 6i-6л , генератор 7 тактовых имнульсов, управляемые элементы 8i-8„ , генератор 9 ступенчатого напряжения, аналоговые сумматоры , генератор 11 опорных импульсов, грубые масштабные преобразователи 12|-12„ напряжения в фазу (Н-Ф), задатчики 13 фазовых уставок, коммутатор 14, компараторы фаз 15i-15„ , точный масштабный преобразователь 16 фазы в напряжение (Ф-Н), блок 17 допускового контроля, блок 18 унравления, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 19, цифровой регистратор 20. Устройство для централизованного контроля работает следующим образом. Контролируемые параметры с датчиков 2)-2„ поступают на блоки измерения 4i-4„ и снимаются с них в виде изменяющихся напряжений иXI (, . . ., t/.J, которые поступают постоянно на входы аналоговых сумматоров 10 и дифференциальных усилителей 6. Один раз за цикл обегания всех каналов (последовательно для каждого канала) поступающее на вход дифференциального усилителя 6; напряжение разбаланса - (где - напряжение на выходе масщтабного преобразователя Ф-Н 16), фиксируемое управляемым элементом памяти 8; (сигнал включения памяти подается синхро«но с сигналом включения соответствующей позиции коммутатора) и суммируемое с в аналоговом сумматоре 10, , отрабатывается по цепи обратной связи до нуля, т. е. до равенства vi Прн этом на входы остальных сумматоров поступают напряжения t/.vy и Af/y , где Af/y - напряжение на выходе управляемого элемента памяти 8у , полученное в предыдущем цикле рбегания (элементы памяти управления отключены от входов дифференциальных усилителей и сохраняют свое состояние). Ниже приводятся расчетные соотношения. Ф (/, + АУ),(1) где Ф - фаза; ku- коэффициент преобразования одного преобразователя Н-Ф. (f/ + Af/), где ku- коэффициент преобразования одного преобразователя Ф-Н. Ai/. k(U ,U-,),(3) где ky - коэффициент усиления одного дифференциального усилителя 6. Из (1), (2), (3) при йу 1 получают и , (1- u-ki) AU(ku-k -f + lk , } -ku- k 9. U,(l--ku-k-f) (if-k-f -U.Jku, откуда U,ku-4.(4) Выражение (4) показывает, что точность преобразования определяется точным обратным преобразователем Ф-Н, а звенья прямого тракта преобразования Н-Ф могут быть достаточно грубыми. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Пусть коммутатор 14 находится на первой отрабатываемой позиции контроля, т. е. дешифратор-распределитель 1, управляемый счетчиком 3, на который подаются импульсы с генератора 7 через управляемый ключ 5, выдает разрешение на подключение управляемого элемента памяти 8i к дифференциальному усилителю 6. Предположим, что элемент памяти предварительно разряжен, т. е. сигнал на его выходе равен нулю. Коятролируемый параметр - напряжение Uj,i - с выхода аналогового сумматора 10 поступает на грубый преобразователь Н-Ф 12i, который преобразует его с некоторой погрешностью в фазу импульсной последовательности. С выхода преобразователя 12i фаза подается на вход точного преобразователя 16 Ф-Н, выход которого соединен с одним из входов дифференциального усилителя 6. С выхода дифференциального усилителя 6i напряжение разбаланса, равное Af/i y ( ) у Af/i, поступает на вход управляемого элемента памяти 8ь с выхода которого оно подается не аналоговый сумматор lOi. Напряжение разбаланса At/1 суммируется в аналоговом сумматоре 10 с напряжением контролируемого параметра f/.vi , и на вход преобразователя Н-Ф 12 поступает -напряжение, равное t/.v, +Af/,. По цепи обратной связи (Н-Ф) - (Ф-Н) происходит отслеживание до момента выравнивания напряжений прямого и обратного тракта f/j-i и t/J, , т. е. до Af/i 0. На время отслеживания (коррекция прямого тракта преобразования) запрещается прохождение тактовых импульсов с генератора 7 через ключ 5 на счетчик 3. Запрет осуществляется блоком 18 управления. Блок управления выдает также сигнал запрета во время коррекции на АЦП 19 и цифровой регистратор 20 и при необходимости на блок 17 допускового контроля. Каждый канал корректируется один раз за цикл опроса (т. е. за п циклов опроса корректируются все п каналов), при этом остальные (некорректируемые) каналы опращиваются с частотой генератора 7. Контролируемые сигналы с выхода коммутатора 14 подаются на АЦП 19 и далее регистрируются регистратором 20. Частота генератора 7 тактовых импульсов синхронизирована с частотой генератора 9 ступенчатого напряжения и.

в свою очередь, синхронизирует работу блока 18 управления. Частота /„, генератора 9 связана с частотой /1 генератора 11 опорных импульсов зависимостью

f -Ji/ m

т

где т - число состояний многозначного элемента, образованного грубЫхМ преобразователем Н-Ф 12 и точным преобразователем Ф-Н 16.

Компараторы фаз сравнивают фазы контролируемых параметров с выходов преобразователей Н-Ф 12i-12„ с предустанавливаемыми фазами задатчика 13. Сравнение происходит в динамике, признаки сравнения поступают на блок 17 допуокового контроля, который вырабатывает сигналы «Больше, «Меньше, «Норма и управляет работой регистратора 20, устраняя избыточность регистрируемых данных.

К числу преимуществ предлагаемого устройства относится наличие одного точного преобразователя Ф-Н и п грубых преобразователей Н-Ф, что позволяет значительно сократить расход оборудования в системе при заданной точности или повысить точность при заданных аппаратурных затратах. Не предъявляются жесткие требования и к элементам памяти, которые запоминают не полный уровень сигнала , а только сигнал коррекции, т. е. рассогласование уровней Uj.; и i/ , вызваиное дрейфом характеристик прямого тракта преобразования.

Дифференциальные усилители 6 должны иметь только высокую чувствительность, высокая стабильность параметров от них не требуется, как и для других звеньев прямого тракта преобразования (сумматоров, преобразователей Н-Ф).

Применение многозначных элементов (Н-Ф) - (Ф-Н) с фазовым управлением дает существенную экономию в количестве тактирующих и развертывающих устройств, которые являются общими для всей системы и осуществляют жесткую синхронизацию всех каналов, что облегчает считывание и сопряжение с внешними устройствами.

Предмет изобретения Устройство для централизованного контроля, содержащее датчики, соединенные с блоками измерения, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, цифровой регистратор, генератор тактовых импульсов, счетчик, дешифратор-распределитель, задатчик фазовых уставок, компараторы, блок допускового контроля и блок управления, отличающееся тем,

что, с целью повыщения точности измерения и контроля, в устройство дополнительно введены управляемый ключ, дифференциальные усилители, управляемые элементы памяти, генератор ступенчатого напряжения, аналоговые сумматоры, генератор опорных импульсов, масштабные преобразователи фазы в напряжение и напряжения в фазу, причем выходы задатчика фазовых уставок совместно с выходами масштабных преобразователей напряжения в фазу соединены с входами компараторов, выходы которых подключены к блоку допускового контроля, выходом соединенного с одним из входов цифрового регистратора, а входом - с входом аналого-цифрового преобразователя и выходом блока управления, два других входа цифрового регистратора соединены с блоком управления и аналого-цифровым преобразователем, вход которого подключен к выходу коммутатора, входы последнего

подключены к выходам дешифратора-распределителя и масштабных преобразователей напряжения в фазу, вход блока управления соединен с генератором тактовых импульсов, а выход - с управляемым ключом, выходы блоков измерения соединены с дифференциальными усилителями и аналоговыми сумматорами, выходы которых подключены к входам масштабных преобразователей напряжения в фазу, а входы - к выходам управляемых элементов памяти, входы которых соединены с дифференциальными усилителями и коммутатором, выход генератора опорных импульсов соединен через генератор ступенчатого напряжения с генератором тактовых импульсов,

выход последнего через управляемый ключ и счетчик подключен к дешифратору-распределителю, масштабный преобразователь фазы в напряжение, соединенный с генератором ступенчатого напряжения, подключен к коммутатору и дифференциальным усилителям.