Вычислительное устройство для контроля параметров объекта Советский патент 1979 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к области вычислительной техники и, в частности, к технике, решающей задачу обора, обработки и отображения информации, и может быть использовано в устройствах автоматического контроля навигационных параметров судов. Известна система централизованното автоматического контроля в промьшленных предприятиях, содержащая специальное устройство связи с отдельными подразделениями предприятия, местный узел управления спе- циального устройства связи, входной регистр, фотосчитывающее устройство, вычислительное устройство, состо}адее из устройства управления, запоминающего устройства и ари1}метического устройства, выводное устройство,конт рольный регистр, панель контрольной .ин хикации, печатающее устройство Cll Недостатком этой системы является то, что применение ЭВМ в качестве устройства обработки при малых и средних объемах информации нерационально из-за неполного использовани производительности и операционных возможностей ЭВМ, что приводит к усложнению систем-1. Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является регистрирующая управляющая вычислительная машина, которая содержит коммутатор, информационные входы которого соединены с первыми информационными входами устройства, а информационные выходы коммутатора соединены с одноименными входами преобразователя напряжение-код, адресные входы коммутатора подключены к соответствукяцим одноименным выходам регистра команд, а управляющие входы коммутатора подключены к соответствующим одноименным выходам дешифратора, подключенного входами к операционным выходам регистра команд, информационный вход которого через блок долговременной памяти подключен к выходу формирователя адреса, адресный вход которого подключен к соответствующему адресному выходу регистра команд, а первый управляющий вход - к соответствующему управляющему выходу дешифратора, алфавитно-цифровой печатающий блок, адресный и управляющий входы которого подключены к соответствующим одноименным выходам регистра команд и дешифратора соответственно, датчик временИ,выходы опорных чаЬтот которого соединены с соответствующими счетными входами сумматора, адресные и управляющие входы которого подключены к соответствующим одноименным выходам регистра команд и дешифратора соответственно, и блок управления, выходы которого (Соединены с тактирующими входами дешифратора, регистра команд, блока долговременной памяти и формирователя адреса, а адресные и управляюйЦ1е выходы устройства

НЬДйлючены к соответствующим одноименым выходам регистра команд и дешифратора соответственно 2,

Однако эта машина имеет ряд недостатков, как по виду входной информации, так и по .ее функциональным воможностям: входная информации должна быть представлен тЪлКк5 ЭвйДё

нормализованного постоянного напряжения, вследствие чего машина не может регистрировать информа1цию от позиционных датчиков, и от датчиков условных величин типа вращающихся трансформаторов, сельсйноё и ,д., отсутствует регистрация информации 6т датчй1 ов по установленному приоритету, отсутствует регистрация истинных значений парс1Метров, поступающих от датчиков, отсутствует регистрация длительности протекания п)роцесс.ов,

Целью данного изобретения являетс

расширение облагстипрнмёнёнйй зй счет обеспечения ВОЗМОЖНОСТИ подКЛйченйяДатчиков различной природы, учета приоритетов йатчиков и регистрации длительности контролируемых

.процессов, , . ; у , -л.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит блок генеpatopQB рдиночных импульсов,, блок хранения состояния датчиков, блок анализа состояния датчиков и регистр числа, первый .и второй информационные входы которого подключены соответ;ств.ен.но к выходам преобразователя .напряжеййе-код .и сумматора,

третьи информационные входы - ко . вторым информационным входам устройства, четвертые информационные входы - к одноименным выходам датчика времени, а адресные и управляющие входы- к срОтветстёуйщий Оййоййённым вьпгОдам регистра команд и дешифраторасоответственно, выходы регистра числа соединены с информациониы;мйёГодами первой группы входо в блок анализа состсзяния датчиков, информационные входы второй группы входов которого соединены с третьими информационными входами устройства, первые информационные входы третьей группы входой блока анализа состояния датчиков подключены к первым информационным выходам блока хранения состояния датчиков; а вторые информационные.входы третьей группы входов Соединены с четвертыми информационными входами устройства, информационные входы четвертой группы входов блока анализа состояния датчиков подклк)чены RO вторым информационным выходам блока хранения состояния датчиков, адресные и управляющие входы всех групп входов блока анализа состояния датчиков, выход которого соединен со вторым управляющим входом формирователя адреса, подклю teHfci к соответствующим одноименным выходам регистра команд я детгшфратора соответственно, управляющие входы блока хранения Состояния датчиков додключень к соответствующим управляющим выходам дешифратора, а егО ; входы установки в нуль подключены к cooTBeTc.iаующим адресным выходам регистра команд, соответствующие: адресныё выходы kOTOpofo соединены с первой группой входов установки в : единицу блокахра неййя состояния датчиков, вторая группа входов yctaHOiBKH в единицу которого подключена к, выходам одиноч:ных импульсов блока генераторОв одиночных импульсов, управляющий выход которого Соединей с третьим управляющим входом формирователя адреса, а входы соединены с пятьми инфОрмационньамй входами устройства, адресные и управляющие входа преобразователя ,напряжение-код подключен ны к соответствующим одноименным выходам регистра команд и.дешифратора соответственно. ; : . .

Блок-схема вычислительного устройства для контроля параметров объекта прйв.едена на чертеже. . :.

Устройство со аержит блок долговременной памяти 1, формирователь адреса 2, блок управлений 3, регистр команд 4, дешифратор 5, блок анализа состояния датчиков б, преобразователь напряжение-код 7, коммутатор 8, сумматор 9, регистр числа 10, блок хранения Состояния датчиков 11, ал- , фавйтно-цйфровой печатакзтцийблок 12, блок генераторов одиночных ймиуль- f сов 13, датчик времени 14, ий- i формационные входы 15-20 и адресные и управляющие выходы 21. .:.,.Влок анализа состояния датчиков 6 содержит ч4ты&е группы элементов И ,.23,-234, и и элемент ИЛИ 26. ;..... . .

Блок хранения состояния датчиков 11 содержит Две группы триггеров; , и28.,-28;. .:.;:.:;:. л/;.-.vЛ...;.

Блок генераторов ОДИНОЧНЫХ ймпульсов i3 содержит генераторы Одиночных импульсов 29,-29 j и элемент ИЛИ 30.,

Устройство работает следующим oesразом. Блок долговременной памяти 1 предназначен для хранения прЬгралад работы устройства и исходных констант В соответствии с адресом, поступающим из формирователя адреса 2, по . тактирующему сигналу считывания, по ступающему из блока управления 3, и блока 1 считывается команда, которая поступает в регистр команд 4, предварительно обнуленный тактируюш сигналом, поступающим из блока упра ления 3, и запоминается в нем. Команда, запоминаемая в регистре команд 4 и имеющая разрядов, содержит адресную (1-т разряды) и осерационкую (m+1+n разряды) части. Де фратор 5 при поступлении так тирующего сигнала из блока управления 3 формирует управляющие сигналы операций, которые, в зависимости от содержания операционной части коман ды, обеспечивают поступление адресной части команды в следую1цие устройства : -формирователь адреса 2 для указ ния адреса следующей команды в операциях йереадресации; , -блок анализа состояния датчиков 6, содержащий четыре группы элементов И 22-25, для указания адреса анализируемого датчика (на чертеже не показан) в операциях анализа состояния датчиков; -преобразователь напряжениекод 7 для указания режима преобразования;-коммутатор 8 для указания адреса канала, подключаемого к преобразователю 7; -сумматор. 9 для указания величины эквивалента, подлежащего сложению в сумматоре при операциях преобразова ния кода методом накопления эквивалентов этого кода или выбора одной из опорных частот, поступающих из датчика времени 14 на счетные входы при операциях определения длительнос ти кoнтpoлиpye « x процессов ; -регистр числа 10 для указания адреса датчика двоичного кода, от ко торого записывается код, адреса ячей ки регистра числа 10, из которого . производится выдача кода в блок анализа состояния датчиков 6; -блок хранения состояния датчикоЁ 11, содержащий две группы триггеров 27 и 28 для указания номера триггера и состояния датчика, запи1сываемого в него; ; - алфавитно-цифровой печатающий :блок 12 в качестве кода информации. Для формирования импульсов прерывания, обеспечивающих работу устройства по соответствующему приоритету используется блок генераторов одиночных импульсов 13. Формирование ко да текущего времени и сигналов частот, используе1 х в качестве счетных импульсов при определений длительности контролируемых процессов, производится датчиком времени 14. Регистр числа 10 обеспечивает хранение кодов, поступающих от датчика времени 14, кодов, поступающих на информационные входам 15 от соответствующих датчиков двоичных кодов, и кодов, поступающих от преобразователя На вход вычислительного устройства для контроля параметров объекта информация может поступать в виде: I -постоянного или переменного на:пряжения (тока) от линейных датчиков на информационные входы 16; ; -.переменного напряжения, поступающего от функциональных датчиков ;типа вращакндихся трансформаторов и сельсинов йа информационные входы 17} -сигналов от бинарных датчиков (включено-выключено), не требующих регистрации моментов изменения их СОСТОЯНИЙ, на информационные входы 18; -сигналов от бинарньк датчикоь, требующих регистрации моментов изменения их состояния, на информационные входы 19; . -сигналов от бинарных датчиков, требующих первоочередной регистрации моментов изменения их состояния, на информационные входы 20. По адресным и управляющим выходам 21 из регистра команд 4 и дехиифратора 5 в датчики вьздаются команды запроса контролируемых параметров. Устройство работает в следующих основ ных режимах г -поиска заявок на регистрацию; -регистрации или индикации параметров по подпрограммам в соответст-ВИИ с поступившими заявками; -прерывания программы регистрации для обслуживания заявок 1высшего приоритета. В режиме поиска заявок устройство производит Циклический опрос состояний датчиков по группам в соответствии с установленным приоритетом, при этом группа и номер конкретного датчика в этой группе определяются, соответственно, операционной и адресной частями команды. Перед опросом кангдого из элементов И 22-25 блока ангшиза состояния б датчиков в формирователь адреса 2 записывается начальный адрес программы регистрации состояний датчика. После этого производится опрос соответствующего элемента И блока анализа состояния датчика б, результаты опроса элементов И через элемент ИЛИ 26 подаются на второй управляющий вход формирователи адреса 2. в случае если заявка на регистрацию не обнаружена, т.е. сигнал на выходе элемента ИЛИ 26 отсутствует, формирователь адреса 2 формирует адрес последующей команды. увеличивая адрес исполняемой команды на +1 и, продолжая работать в режиме поиска заявок, производит опрос последующих датчиков аналогичным образом. В случае если заявка на регис рацию обнаружена, т.е. на выходе эле мента ИЛИ 26 имеется сигнал, формирователь адреса 2 формирует на выход ных шинах начальный адрес соответствующей программы регистрации, предварительно записанный в формирователь адреса 2, и переходит в режим р гистрации. . в режиме регистрации параметров .устройство по соответствующей программе, хранимой в блоке 1, производит опрос датчика времени 14, датчиков состояний, датчиков угловых величин и датчиков двоичных кодов, пре образование и вывод информации на блок 12, При. этом преобразование двоичного кода линейных и угловых ве личин с произвольными весовыми коэффициентами разрядов в двоично-десятичный код производится по соответст вующей программе поразрядным авали. зом кодов, поступающих из регистра числа 10, и суммированием двоичнодесятичных эквивалентов анализируемых разрядов в сугФ аторе 9. Полученный таким образом двоично-десятичный кодпереписывается в регистр числа 10 и подается в блок анализа состояний датчиков б, после чего поразрядным анализом по соответствующей подпрограмме двоично-десятичный код пре образуется в код алфавитно-цифрового печатающего блока 12 и производится ывод анализируемого числа на печать что обеспечивает регистрацию истинных значений регистрируемых параметров . Изобретение позволяет производить регистрацию длительности контролируемых процессо-s, при этом,, после об наружения начала,контролируемого про цесса (например, включения одного из датчиков или отклонения какой-либо величины от заданного значения), сумматор 9 по соответствующей команде, поступающей из дешифратора 5 и регистра команд 4, включается в режим подсчета импульсов одной из опор ных частот (например, f 10 Гц, 1 .Гц, , Гц), поступающих из датчика времени 14, и устройство переходит к выполнению програмьш анализа конца контролируемого процесса После обнаружения конца контролируемого процесса производится выключение режима счета импульсов суми код из сумматора 9 перематором 9 писывается в регистр числа 10, после чего производится его преобразование и регистрация на блоке 12 по соответствующей программе аналогично вы шеописанному. После вывода информации на блок 12 в соответствии с выполняемой программой производится сброс заявки путем . установки триггера 28.второй группы блока хранения состояний датчиков 11 в состояние, соответствующее состоянию датчика или состояний обнуления триггера 27 первой группы блока хра7 нения состояний датчиков 11. Режим прерывания программы регистрации для обслуживания заявок с высщим приоритетом обеспечиваетсяблоком генераторов одиночных импульсов 13, на вход которого с информационных входов 20 поступают сигналы от датчиков, обладающих высшим приори- . тетом (в общем случае это могут быть некоторые датчики второй и третьей группы). Генератор одиночных импульсов 29, возбужденный входным сигна,лом, выдает одиночный импульс, который запоминается на соответствующем триггере 27 первой группы блока запоминания состояний датчиков 11 и подается через элемент ИЛИ 30 на второй управляющий вход формирователя адреса 2. При этом в формирователе адреса 2 формируется начальный адрес программы поиска заявки и устройство переходит из режима регистрации в режим поиска заявки. В режиме поиска заявки, как уже указывалось, поиск заявок производится в .порядке установленного приоритета, поэтому после прерывания и поиска заявки устройство перейдет к выполнению программы по заявке, обладающей наивысшим приоритетом (т.е. к прервавшей заявке). После выполнения этой приоритетной программы производится сброс ее заявки, как уже было указано выше, переход к режиму поиска заявок и повторное выполнение прерванной программы . Формула изобретения Вычислительное устройство для контроля параметров объекта, содержащее коммутатор, информационные входы которого соединены с первыми информационными входами устройства, а информационные выходы коммутатора соединены с одноименными входами преобразователя напряжение-код , адресные входы коммутатора подключены к соответствующим одноименным выходам регистра команд, а управляющие входы коммутатора подключены к соответствующим одноименным выходам дешифратора, подключенного входами к операционным выходам регистра команд, информационный вход которого через блок долговременной памяти подключен к выходу формирователя адреса, адресный вход которого подключен к соответствующему адресному выхолу регистра команд, а первый управ ляющий вход - к соответствующему управляющему выходу дешифратора, алФавитно-цифровой печатающий блок, ад ресный и управляющий входы которого подключены к соответствующим одноименным выходам регистра команд и дешифратора соответственно, датчик времени, выходы опорных частот которого соединены с соответствующими счетными входами сумматора, адресные и управляющие входы которого подключены к соответствующим одноименным выходам регистра команд и дешифратора соответственно, и блок управления выходы которого соединены с тактирую щими входами дешифратора, регистра команд, блока долговременной памяти и формирователя адреса, а адресные и управляющие выходы устройства подклю чены к соответствующим одноименным выходам регистра команд и дешифратора соответственно, отличающееся тем, что, с целью расшире ния области применения за счет обеспечения возможности подключения датчиков различной природы, учета приоритетов датчиков и регистрации длиг тельности контролируемых процессов, оно содержит блок генераторов одиночных импульсов, блок хранения состояния датчиков, блок анализа состояния датчиков и регистр числа, первый и второй информационные входы которого подключены соответственно к выходам преобразователя напряжение-код и сумматора, третьи информационные входы - ко вторым информационным входам устройства, четвертые информационные входы - к ORtio ймеаным выходам датчика времени, а адресные и управляющие входы - к соответствуквдим одноименным выходам ре гистра команд и дешифратора соответстйенно, выходы регистра числа соединены с информационными входами пер вой группы входов блока анализа состояния датчиков, информационные вхо ды второй группы входов которого сое |динены с третьими информаииомными Входами устройства, первые информа ционные входы третьей группы входов блока анализа состояния датчиков подключены к первым информационным вы(ходам.блока хранения состояния датчиков, а вторые информационные входы третьей группы входов соединены с .четвертыми, информационными входами устройства, информационные входы четвертой группы входов блока анализа состояния датчиков подкгаочены ко вторым информационным выходам блока хранения состояния датчиков, адресные и управляющие входы всех групп входов блока анализа состояния датчиков , выход которого соединен со вторым управлянмдим входом формирова.теля адреса, подключены к соответствующим одноименным выходам регистра команд и- дешифратора соответственно, управляющие входы блока хранения состояния датчиков подключены к соответствующим управляющим выходам дешифратора, а его входы установки в нуль подключены к соответствующим адресным выходам реГйстра команд, соответствующие адресные выходы которого соединены с первой группой входов установки в единицу блока хранения состояния датчиков, вторая группа входов установки в единицу которого подключена к выходам одиночных импульсов блока генераторов одиночньлх импульсов, управляющий выход которого соединен с третьим управлякяцим входом формирователя адреса, а входы соединены с пятыми информационными входами устройства, адресные и управляющие входы преобразователя напряисение-код подключены к соответствующим одноименным выходам регистра команд и дешифратора соответственнсэ, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Лоскутов В.И. Управляющие математические машины. М., Машгиз, 1962, с. 375, фиг. 224. 2.Электрические методы автоматического контроля, под ред. КарандееваК.Б., Энергия, с. 350-353 (прототип).

I:

О