Устройство для контроля параметров Советский патент 1980 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля и измерения в цифровом виде параметров промышленных установок.

Известно устройство контроля, содержащее последовательно соединенные датчик, нормализующие блоки, коммутатор, аналогоцифровой преобразователь, блок задания уставок, блок обнаружения отклонений и блок регистрации 1.

Недостатком этого устройства является большое время обнаружения отклонений контролируемых параметров от заданных установок в случае, если сравнение происходит в цифровом виде и малая точность, если сравнение происходит в аналоговом виде.

Наиболее близким по технической сущности к данному является устройство для контроля параметров, содержащее датчики, соединенные с первыми входами блоков сравнения, вторые входы которых соединены с выходом цифроаналогового преобразователя, а выходы - с информационными входами коммутатора, дифференциатор, вход которого соединен с выходом коммутатора, блок формирования кодов, первый выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, а второй - с входом блока управления коммутатором, блок регистрации и узел блокировки и сигнализации, блок задания уставок 2.

Недостатком этого устройства является болыиое время обнаружения отклонений.

Коммутатор останавливается в каждой контролируемой точке на время, необходимое, для преобразования параметра в код, так как сравнение его с уставками, задаваемыми в цифровом виде, при таком построении устройства возможно производить только по окончании цифрового преобразования контролируемого параметра. Кройе этого, при построении KOMMyTatopa на контактных ключах устройство имеет низкую надежность, а при построении на электронных ключах -

малую точность из-за разброса характеристик ключей коммутатора.

Целью изобретения является повышение быстродействия, точности и надежности устройства.

Это достигается тем, что в устройство введены три элемента И, дешифр атрры, элементы памяти, элемент ИЛИ и второй блок управления, один из выходов которого соединен с входом блока формирования кодов, с первыми входами первого и второго элементов И, а другие выходы - с первыми входами элементов памяти, первый выход блока формирования кодов соединен с вторым входом первого элемента И и с входами дешифраторов, выходы которых соединены с вторыми входами элементов памяти, подключенных выходами ко входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым управляющим входом коммутатора и с первым входом третьего элемента И, выход первого блока управления подключен ко второму входу второго элемента И, выход котороо соединен с вторым управляющим входом коммутатора, выход коммутатора соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом блока регистрации и входом узла блокировки и сигнализации, а выход дифференциатора соединен с третьим входом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 приведены временные диаграммы его работы.

Устройство содержит датчики 1, блоки 2 сравнения, цифроаналоговый преобразователь 3, коммутатор 4, дифференциаГтор 5, третий 6, второй 7 и первый 8 элементы И, блок 9 регистрации, узел 10 блокировки и сигнализации, первый блок 1 управления и блок 12 формирования кодов, второй блок 13 управления, программный блок 14, состоящий из дешифраторов 15i15х, элементов памяти 1б116к и элемента ИЛИ 7.

Устройство работает следующим образом.

Блок 13 вырабатывает импульсные последовательности Сд, Ci, Сг,...С(,фиг. 2). Импульсная последовательность Со приведена на фиг. 26. Длительность импульса .Ti выбирается исходя из времени протекания переходных процессов в цифроаналоговом преобразователе. Импульсные последовательности Ci, Ca,....C поступают в паузе длительностью ta At-ti между импульсными сигналами Со и приведены на фиг. 2в.

Блок 12 Представляет собой счетчик импульсов с полным циклом пересчета, равным п. На его вход поступают сигналы Сд, а с выхода снимается последовательность кодов, которая преобразуется преобразователем 3 в напряжение развертки, показанное на фиг. 2а. Преобразование параметров в код осуществляется методом развертывающего уравновещивания и осуществляется в п щагов. На каждом шаге преобразования блоки 2 осуи ествляют сравнение напряжения развертки с напряжениями, которые

поступают С выходов датчиков 1. Результаты сравнения через коммутатор 4, который управляется блоком 11, поступают на вход дифференциатора 5.

Блок 11 представляет собой счетчик импульсов, на вдод которого поступают сигналы переноса с выхода счетчика 12 (фиг. 2г)Поэтому код на выходе блока 11 меняется после каждого полного преобразования. При поступлении сигналов Со код адреса с выхода блока 11 через элемент И 7 поступает на первый управляющий вход коммутатора. Коммутатор настраивается на данный адрес и ко входу дифференциатора 5 в течение времени Т пЛТ (фиг. 2а) с приходом каждого импульса Со подключается выход соответствующего блока сравнения 2. На том щаге преобразования, на котором наггряжение развертки Up пересекает уроиень напряжения с выхода соответствуюш.его датчика 1, на выходе дифференциатора появляется сигнал, который поступает на управляющий вход элемента И 8. При этом результат преобразования (соответствующий код с выхода блока 12) поступит через элемент И 8 в блок 9. По окончании полного цикла развертки в блоке 11 осуществляется смена кода, и коммутатор 4 настраивается на следующий адрес. Преобразование очередного параметра в код происходит аналогичным образом.

Контроль в устройстве осуществляется путем проведения дополнительных операций сравнения напряжений, поступающих с выходов датчиков, с напряжением развертки на тех щагах преобразования, на которых оно равно уставкам.

Предположим, что для данного объекта контроля на определенных щагах преобразования, например на i-ом и К-ом, напряжение развертки равно уставкам для определенных групп параметров контроля (в общем случае несколько параметров, контроля могут иметь одинаковые уставки).

На фиг. 2а эти уставки обозначены соответственно LU и DR. Обозначим, далее, адреса контроля по уставке Ui через AL и , а адреса контроля по уставке UK- Aj, А,..А|. Эти адреса хранятся в элементах памяти 1б1.,,.1бк.блока 14. Элементы 16i (хранящиеся в них адреса контроля имеют о.аинаковь е уставки) объединены по входам и соединены с выходом соответствую щего дещифратора 15i. Дещифраторы 15г и 15х настроены на кодовые комбинации, которые выдаются блоком 12 на i-ом и к-ом шагах преобразования (напряжение развертки равно соответственно уставкам UL и UK). Поэтому на этих щагах преобразования на выходах дешифраторов появляются сигналы (фиг. 2д), которые поступают на входы соответствующих групп элементов памяти. На входы считывания элементов памяти 16 поступают импульсные сигналы С, Ct,...C. Количество этих сигналов выбирается исходя из наибольшего числа дополнительных операций сравнения, которые необходимо провести на одном шаге преобразования. На i-OM и к-ом шагах преобразования в моменты времени (фиг. 2е), с выхода блока 4 (с выхода элемента ИЛИ 17) поступают адреса параметров, которые необходимо сравнить с напряжением развертки, т. е. проконтролировать на указанных шагах преобразования. Эти адреса поступают на второй управляюший вход коммутатора 4, который настраивается в указанные моменты времени по соответствуюшему адресу контроля. Результаты дополнительных операций сравнения напряжений, поступающих с выходов датчиков, с напряжением развертки на i-OM и к-ом шагах преобразования поступают на управляющий вход элемента И6. Если по определенному адресу контроля значение параметра вышло из нормы, то поступает высокий уровень, и соответствующий адрес контроля с выхода блока 14 через элемент И 6 поступит в блок 9 регистрации и узел 10 блокировки и сигнализации. Коммутатор 4 строится на логической элементной базе. После того, как на данном шаге преобразования в цифроаналоговом преобразователе затухнут переходные процессы, переключение коммутатора и проведение дополнительных операций сравнения можно осуществлять с большой скоростью. Можно выбрать -Гг. ri и приблизительно считать, что длительность одного luara преобразования Дт«Г}. Поэтому проведение дополнительных операций сравнения (т.е. контроля) при таком построении устройства практически не увеличивает время, необходимое для преобразования параметра в код. При 3TOJvi в течении одного цикла развертки в устройстве осуществляется измерение очередного параметра и одновременно сравнение каждого из них с уставками. В,зависимости от объекта контроля дешифраторы программного блока 14 настраиваются на определенные,комбинации, а в элементы памяти заносятся соответствующие адреса контроля. В данном устройстве для проведения контроля не необходимости в преобразовании каждого параметра в код. К.онтроль полностью осуществляется в течение одного цикла развертки, что значительно уменьшает время, необходимое для обнаружения отклонений. Кроме того при таком построении устройства вся информация, необходимая для проведения контроля и измерения, содержится вдвухпозиционных сигналах, поступающих с выходов блоков сравнения. Это дает возможность строить коммутатор на логической элементной базе (что невозможно в прототипе) и избавиться от использования ненадежных и инерционных контактны}{ элементов, а также от применения аналоговых электронных ключей, обладающих нестабильностью и разбросом характеристик. Это позволяет значительно повысить точность и надежность устройства. Формула изобретения Устройство для контроля параметров, содержащее датчики, выходы которых соединены с первыми входами блоков сравнения, вторые входы которых соединены с выходом цифроаналогового преобразователя, а выходы - с информационными входами коммутатора, соединенного выходом со входом дифференциатора, блок формирования кодов, первый выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, а второй выход - с входом первого блока управления, блок регистрации и узел блокировки и сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повыщения быстродействия, точности и надежности устройства, в него введены три элемента И, дешифраторы, элементы памяти, элемент ИЛИ и второй блок управления, один из выходов которого соединен с входом блока формирования кодов, с первыми входами первого и второго элементов И, а другие выходы - с первыми входами элементов памяти, первый выход блока формирования кодов соединен с вторым входомПервого элемента И с входами дешифраторов, выходы которых соединены с вторыми входами элементов памяти, подключенных выходами ко входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым управляющим входом коммутатора и с первым входом третьего элемента И, выход первого блока управления подключен ко второму входу второго элемента И, выход которого соединен с вторым управляющим входом коммутатора, выход коммутатора соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом блока регистрации и входом узла блокировки и сигнализации, а выход дифференциатора соединен с третьим входом первого элемента И, выход которого соединен со вторым входом блока регистрации. Источники информации, принятые во внимание при экспертиз 1.Авторское свидетельство СССР № 485458, кл. G 06 F 15/46, 1974. 2.Гильман Г. И. и Чугунов К. М. Машины централизованного контроля. М., ЦНИИТЭМприборостроения, 1968, рис. 5 (прототип).

- j

r

v /JX

I

1/4

/7

Enl

тптщ

и

Tt,

if

I

« e

Ь

з г

III