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

Изобрегение относится к вычисли тельной технике автоматического контроля технологических процессов с большим числом контролируемых параметров. Известно устройство для допуско вого контроля, содержащее коммутатор, детали входного сигнала, блок резисторов, контакты управления делителем, компаратор, блок логической обработки и документирования, источник эталонного напряжения, программный блок. Это устройство последовательно во .времени осуществляет допусковый контроль аналоговых сигналов ll. Недостатками устройства являютс ограниченные функциональные возмож ности, низкое быстродействие контр ля, значительная информационная избыточность за счет детерминирова ного последовательного контроля, а также низкая достоверность за счет старения информации за врем цикла опроса всех контролируемых параметров. Известно также устройство автоматического контроля, содержащее формирователи сигналов, выходы параметров за поле допусков, казкдый из которых содержит цепь,включающую в себя два пороговых элемента, соответствующих отклонениям параметра за верхнюю и нижнюю границы поля допуска, входы которых соединены со входной шиной устройства, а выхо- ды - через первый элемент ИЛИ с выходом формирователя, коммутатор, первые входы которого соответственно соединены со входными шинами устройства, шифратор адреса параметров, входы которого соответственно подключены к первым выходам коммутатора, логический блок, первый вход которого подключен к выходу шифратора адреса, а первый выход его соединен со вторым входсм коммутатора, блок формирования уставок, входы которого соответственно,соединены с третьими входами коммутатора, блок сравнения, входы которого соответственно соединены со вторыми выходами коммутатора, а выходы, первый - lienocpencTBeHHO, а второй - через цифровой преобразователь, подключен ко второму и третьему входам логического блока 2 . В изёеетном устройстве осуществл ётся последовательный.контроль К - йгарамегров, ойноврет енно вьжиедших за поле допусков, согласно порядковым номерам без учета в-еличины их отклонений из. зоны допусков. Рас.познавание состоянид объекта кЬнтро ля в целом и принятые решеййя по управлению им осуществляется только через йремя. Et: . где t.j - время на определение адрес и величины отклонения i-ro параметр что делает процесс принятия решения ПО .результатам контроля инерционным И достоверностьконтроля, Цель изобретения - повышение ско рости и достоверности контроля. Поставленная цель достигаете тем, что в многоканальное Устройств для контроля парамёт:р6в, содержздеё формирователи сигналов, коммутатор, перовые входы- которого соединены со вхОдами устройства, а первые выходы со; входами шифратора адреса, выход Ifci eiiorc ггдД5 лючен к г7ёрвому входу логического блока, первый выход которого соединен.со вторым входом коммутатора, блок формирования уста вок, выходы которого соединены с Т етьи1У(И вхбдами, коммутатора, вторы йййЕОйы которого соеДийейы вйбДШй блока сравнения, выходы которого, первый - непосредственно, а второй через аналого-цифровой преобразова тёль подклйчены соответствённо кр второк и третьему входам логичес. кого блока, введейы элемент НЕ, эле мент ИЛИ-НЕ, последовательно соеди й нныё ИЛИ, элемент И и ге нератор импульсови в каждый канал пОслёдовательно соединенНыё регистр сдвига, второй, элемент ИЛИ и второй элемент И, а форг шрователи сигналов выполнены многоуровневыми, выходы формирователей подключены к дийами ёскйм входам регистров сдвига, выход генератора импульсов сое jOfBHeHf с Шйнамй регистров сдвига через вторые элементы И,.пря г/1Ые динакшческие выходы старших разрядов регистров сдвига соедине ны со входами элемента ИЛИ-НЕ и с че вертыми входами коммутатора, первые вЁЗХоды KOtuporo подключены к уста.новочным входам регистров сдвига, вь1ходы втор1ых элёмен дв ИЛИ соедйне н1ада|)%Т Т1ервыЙ элейёнт ИЛИ со вторым входом первого элемента И,тре-, тий и четвертый входы которого под Жчены со6твётственно ко второму выходу логического блока ичерез ЭЯёмент НЕ - к трёт Ь е мУ комму таТбра, управляющие входы каждого формирователя соединены с шинами выборочного ) На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг. 2 - схема формирователя с игналов; на Фиг. 3 - схема коммутатора. Устройство (фиг.1) содержит по числу контролируемых параметров формирователи 1 сигнала величины отклонения контролируемого параметра, т-разрядные регистры 2 сдвига, генератор 3 импульсов, вторые элементы 4 И, коммутатор 5, шифратор б адреса, блок 7 формирования уставок, блок 8 сравнения, логический блок 9, аналого-цифровой преобразователь 10, элемент 11 ИЛИ, вгторой элемент 12 ИЛИ, элемент 13 И, элемент 14 ИЛИ-НЕ, элемент 15 НЕ. Формирователь 1 {фиг.2) содержит m цепей, каждая из которых состоит из двух пороговых элементов 16 и элемента 17 ИЛИ, где m - число уровней квантования ., отклонения контролируемопэ параметра шины .18 выборочного контроля. Коммутатор 5 -, (фиг.З) содержит триггеры 19, элементы 20-23 ИЛИ, матрицы 24 и 25 ключей,.,„ Устройчзтво работает следующим образом. В исходном состоянии, когда все контролируемые параметры находятся в заданных зонах допуска,устройство находится в дежурном режиме: на выходах формирователей 1 - нулевые потенциалы, регистры 2 сдвига находятся в исходном нулевом состоянии, генератор 3 импульсов - в заторможенном состоянии. При отклонений одного или нескольких параметров, являющихся слу- . чайными функциями времени, за пределы заданной зоны срабатывают соответствующие пороговые элементы 16 формирователей 1. Пусть в момент времени t одновременно из зоны допусков выходят,например, контролируемые параметры d, f, , причем за верхнюю границу выходят параметр d, достигнув второго уровня, и параметр 6, достигнув самого верхнего m - уровня; нижнюю границу пересе.кают значения f - параметра, достигнув четвертого уровня. Выходы параметров за уровни с одинаковыми номерами верхней и нижней области отклонений равнозначны. И так, срабатывают первый и второй .пороговое элементы 16 канал.ов верхней области d - формирователя 1, все m пороговых элементов 16 каналов верхней области - формирователя 1, а также пороговые элементы 16 с первого по четвертый каналов нижней области f - формирователя 1. Появившиеся на выходах формирователей 1 сиг.налы представл т собой так называемые т-элементные единичные коды, отражающие значение отклонений d,f и контролируемых параметров отнор мы {1100... О, 111100... О,11.-.11). В результате чего на -выходах элементов 11 ИЛИ каналов вышеназванных параметров появятся ед иничные потенциалы, которыми готовятся к срабатыванию элементы 4 И только d,f и 6 регистров 2. Одновременно интегральным единичным сигналом с выхода элемента 21 ИЛИ посредством элемента 13 И запускается генератбр 3. Импульсы с выхода генератора 3 поступают на шины сдвига только тех регистров 2, в которых зафиксированы коды отклонений, т.е. на шины сдвига d,f, 6 регистров 2. Тем самым исключается возможность потери информации, возникающей на выходах остальных формирователей 1 во время работы генератора 3 импульсов.

В результате действий первого импульса сдвига на динамическом выходе т-разряда Р - регистра 2 сдвига появляется импульс, который посредством элементов 14 ИЛИ-НЕ и 13 И останавливает генератор 3, а также фиксируется соответствующим триггером 19 коммутатора 5. Таким образом, устройство, установив приоритет среди контролируемых параметров, текущие значе-ния которйх находятся вне зоны допуска, начй-, нает обслуживание параметра с наибольшим отклонением о,т допустимых границ зоны допуска, т.е. контролируемого 2 -параметра. Сигналы, зафиксированные в d и f регистрах сдвига 2, сдвигаются на один р&зряд вправо и имеют вид: 0100,...,

О, 011110, ..., а.

Срабатывание триггера 3.9 приво-. дит к надежному удержанию через цёп элементов 20 ИЛИ, 15 НЕ и 13 И генератора 3 в заторможённое/ состоянии. Единичный сигнал с выхода элемента 20 ИЛИ, проходя через последбвательную цепь элементов 21 И с порядковьвди номерами 1,2,3,...,8 -1 и через элемент 22 VI с i -номером поступает как на В -ый вход шифратора б адреса, так и на Е -ые управляющие входыматриц 24 и 25 ключей. Сигнал с В -выхода коммутатора 5, соединенного с установочным входом 6 -регистра 2, переводит его в исходное нулевое состояйиё. Текущие и номинальные значения контролируемого 6 -параметра поступают через соответствующие открытые ключи матриц 24 и 25 ключей на входы блока 8 сравнения, который выдает логическому блоку 9 знак отклонения. Аналоговый сигнал отклонения контролируемого Е -параметра с другого выхода блока 8 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 10. Результаты операций кодирования адреса и величины отклонения текущего значения Р -го параметра от номинального и знак отклонения фиксируется логическим блоком 9. Начиная с момента фиксации кода адресА и знака параметра и до момента фиксации кода величины отклонения этого параметра, индикации выработки сигнала принятые согласно этой информации решения по управлению объектом конOтроля, с выхода логического блока 9 поддается нулевой сигнал на вход элемента 13 И, тем самым генератор 3 удерживается ,в заторможенном состоянии. По окончании этого процесса

5 на первом и втором выходах логического блока 9 появляются единичные сигналы, темсамым, . -триггер l9 коммутатора 5 возвращается в исходное нулевое состояние, на выхо0де элемента 15 НЕ появляется единичный сигнал, срабатывает элемент 13 И и запускается генератор 3.

Импульсы с выхода генератора 3 поступают на шины Сдвига только d

5 и f регистров 2 через открытые элементы 4 И этих регистров, осуществляя операцию сдвига над кодами, записй.нными в d и f регистрах 2.

Этот процесс сдвига продолжается до момента появления едиййчгнбго им0пульса на дйнамн есгсом выходе т-разряда f регистра 2 сдвига f параметра, если за это время осзУ ьными регистрами 2 не приняты сигйй лы кодов отклонений превосходящих rto

5 своей величине значений кодов, ранее зафиксированных в d и f регистрах 2.

В случае появления на выходах формирователей 1 одинаковых кодов, которые приводят к одновременно

0 появлению единичных сигналов на динамических выходах т-разряла двух и более регистров 2, эти единичные сигналы зафиксируются одновременно собтветствующими тригге5рами 19 коммутатора 5. Устройство приступает к последовательному обслуживанию этих параметров согласно порядковым номерам одновременно поступакндих в коммутатор 5 парамет0ров ..

Генератор 3 на это время находится в заторможенном состоянии.

По окончании обслуживания каждого параметра, текущие значения ко5торых вышли из рабочей зоны, логический блок 9 казэдый раз определяет состояние объекта контроля и вырабатывает сигнал по управлению 3TidM состоянием, с последующей его

0 корректировкой.

При необходимости циркулярного или выборочного контроля либо осуществления самоконтроля устройства, подаются импульсы запуска шин 18 на управляющие входы формирователей

5

1. Работа устройства при этом аналогична описанному алгоритму.

Применение предлагаемого уст ройства позволит повысить скорость получения достоверных результатов контроля параметров -технологических процессов и ускорить выработку управляющих решений, особенно в аварийных ситуациях.

Формуда изобретения

Многоканальное устройство для контроля параметров, содержащее формирователи сигналов, коммутатор, первые входы которого соединены со входами устройства, а первые вы-, ходы - со входами шифратора адреса, выход которого подключён к первому входу логического блока, первый выход которого соединен со вторым входом коммутатора , блок формирования, выходы которого соединены с т|ретьими входами коммутатора, вторы выходы которого соединены со входами блока сравнения, выходы которого, первый - непосредственно, а второй - через аналого-цифровой преобразователь, подключены соответственно ко второму и третьему входам логического блока, отличаю щ с я тем, что, с целью повышения достоверности и скорости контроля, в него введены элементы

НЕ, элемент ИЛИ-НЕ, последовательно соединенные элемент ИЛИ, элемент И и генератор импульсов и в каждый канал последовательно соединенные регистры сдвига, второй элемент ИЛИ и второй элемент И, а фЬрмирователи сигналов выполнены многоуровневыми, выходы формирователей подключены к прямым динамическим входам регистров сдвига, выход генератора импуЛьсов соединен с шинами сдвига регистров сдвига через вторые элементы И, прямые динамические выходы старших разрядов регистров сдвига соединены со входами элемента ИЛИ-НЕ и с четвертыми входами коммутатора, первые выходы которого подключены к установочным входам регистров сдвига выходы вторых элементов ИЛИ соединен через первый элемент ИЛИ со вторым входом.первого элемента И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно ко второму выходу логического блока и через элемент НЕ - к третьему выходу коммутатора, управляющие входы каждого формирователя соединены с шинами выборочного контроля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 460547, кл. G Об F 15/46, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР № -489115, кл. .G 06 F 15/46, 1973 (прототип).

S

О

H21

-422

Я

Т

SZ