Устройство для контроля состояния судовых технических средств Советский патент 1980 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для контро ля и обработки информации о состоянии технических средств. Известно устройство для контроля параметров объектов, содержащее датчики первичной информации, ключи, коммутатор, блок задания уставок, блоки сравнения, блок оперативной камеры, элементы управления индикацией 1 . Это устройство имеет недостаточны надеушость и точность. Из известных устройств наиболее -близкой по технической сущности к изобретению является система автоматического централизованного контроля и управления техническими средствами судна, содержащая аналоговые и контактные датчики технических параметров судна с преобразователями, соединенные соответственно с устройств ми цифрового измерения и контроля, блоками индивидуальной сигнализации на Мнемосхеме и устройством обобщен ной аварийно-предупредительной сигн лизации, . включающим в себя блок лог ческой обработки измеряемых парамет DOB и блок обобщенной сигнализации блоками ручного и автоматического управления вспомогательными механизмами, устройство управления главным двигателем, вход которого соединен с датчиками технических параметров судна, и устройство представления информации, блок-переключатель питания с основного на резервное, выходы которого соединены соответственно с мнемосхемой, с устройством обобщенной аварийно-предупредительной сигнализации и блоком логической обработки измеряемых параметров, который выполнен в виде типовых каналов обработки сигналов, содержащих дифференцирующие ячейки и реле с самоблокировкой 2. Недостатками системы являются невысокая надежность, заключающаяся в том, что для контроля одного и того же параметра используется два типа датчиков - аналоговый и контактный (сигнализатор), первый из которых подключен к устройству цифрового измерения, второй к блоку индивидуальной сигнализации; каналы по обработке информации не резервируют друг друга; высокая стоимость системы за счет двойного, комплекта датчиков и

ополнительных кабельных трасс, значительных затрат времени и большого количества контрольно-измерительной аппаратуры для настройки контактных датчиков и установки требуемого уровня уставки; отсутств,ие достоверной информации о точностных характерисиках устройства индивидуальной сигнализации, так как отсутствуют какиеибо методы проверки уровня срабатывания сигнализаторов; малая универсальность в связи с тем, что каналы измерения одношкальные.

.Цель изобретения - повышение .коэффициента использования оборудования, надежности и точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчики параметров, выходы которых через блоки согласования подключены к первым входам соответствующих блоков сравнения , вторые входы которых соединены с выходом блока цифрового измерения, первый .выход каждого блока сравнения соединен с входом блока отображения, вторые выходы блоков сравнения являются, выходами устройства, третьи выходы подключены к входу блока цифрового измерения, введены блок фирмирования управляющих сигналов и блок обработки служебных сигналов, выходы которого соединены соответственно с входами блока цифрового измерения, входы блоков формирования управляющих сигналов и обработки служебных сигналов подключены соответственно к четвертому и пятому выходам каждого блока сравнения, первый выход блока формирования управляющих сигналов соединен с третьими входами блокой сравнения, второй выход подключен к входУ блока цифрового измерения.

Кроме того, в устройстве блок формирования управляющих сигналов содержит генератор сигналов настройки, регулятор сигналов, коммутатор усили- ель индикатор и генератор сигналов , выход которого является первым выходом блока, выход генератора сигналов настройки через регулятор сигналов подключен к входу : коммутатора, первый выход которого соединен с первым входом усилителя, второй выход коммутатора является вторым выходом блока, вход кото рого соединен с вторым входом усилителя, выход/которого подключен к входу индика гора.

Блок обработки служебных сигналов содержит преобразователь аналог-код, индикатор уровня и шифратор, первый выход которого соединен с входом индикатора, выходы, Начинаяс второго, являются выходами блока, входы шифратора соединены соответственно с выходами преобразователя аналог-код, вход которого является входом блока. Надёжность устройства повьша ется благодаря исключению самых ненадежных в эксплуатации элементов - конTa:KTHbix датчиков, взаимному резервированию обработки информации в трактах сигнализации и измерения, а также сокращению количества линий связи для задания алгоритма работы цифрового измерения путем введения блока обработки служебных сигнсшов.

Точность устройства повышается за счет надежной проверки и простой подстройки порога срабатывания сравнивающих узлов в блоках сравнения в период эксплуатации без демонтажа устройства и применения -дополнительной контрольно-измерительной аппаратуры благодаря введению блока формирования сигналов.

Повышение коэффициентов использования оборудования (универсальность) устройства достигается введением блока обработки служебных сигналов, который позволяет перевести каждый из каналов цифрового измерения из одношкального в многошкальный.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 показана схема блока формирования управляющих сигналов; нa фиг. 3 - схема блоке обработки служебных сигналов; на фиг. 4 схема блока сравнения.

Устройство содержит датчики 1 параметров, яблоки 2 согласования, группы 3 блоков сравнения 4, блоки 5 отображения, блок б цифрового измерения, .блок 7 обработки служебных сигналов, блок 8 формирования управляющих сигналов, генератор 9 сигналов, генератор 10 сигналов настройки, регулятор 11 сигнал.ов настройки, коммутатор 12, усилитель 13, индикатор 14, преобразователь 15 аналог-код, шифратор 16, индикатор 17 уровня, регулятор 18 уставки, схему 19 сравнения , регулятор 20 сигналов, измерительный элемент 21, элемент 22 задержки, узел 23 управления..

Устройство осуществляет сбор информации в виде аналоговых унифицированных сигналов, поступающих с датчиков 1, устанавливаемых на судовых технических средствах; контроль за нахождением параметров (сигналов от, датчиков) в заданных пределах; сигнализацию на блоке отображения (мнемосхеме) выхода за заданные пределы параметров; формирование сигналов во внешние устройства обобщенной аварийно-предупредительной сигнализации и устройства управления техническими средствами; цифровое измерение на реальных физических шкалах значений параметров с индикацией соответствующЪх единиц измерения и размерностей.

Устройство работает следующим .

Информация о состоянии технических средств в виде электрических сигналов с датчиков 1 через блоки 2 согласования транслируются в блоки 4, где поступают на входы схем 19 сравнения и первый вход измерительных элементов 21. На второй вход схем 19 сравнения поступают сигналы уставок с выхода регуляторов 18 уставки. . Величина сигнала уставки регули руемая и устанавливается заранее в зависимости от значений предупредительного либо аварийного предела для каждого параметра, определяемого режимом работы технических средств. В нормальных условиях сигналы от датчиков не выходят за установленные пределы, и на выходе блоков 4 отсутствуют сигналы. Если режим работы технических средств изменится так, что на какомлибо выходе блока 2 сигнал выйдет за установленный для него уровень ус-тавки, в соответствующем блоке 4 сра батывает схема 19 сравнения, с выхода которой поступит сигнал на измери тельный элемент 21 и элемент 22. Сиг нал на выходе последнего появится только в том случае, если его длительность больше установленного для данного параметра времени задержки. По данному сигналу в узле 23 уп-. равления формируются команды на блок 5 отображения для высвечивания номера отклонившегосяпараметра, на устройство обобщенной аварийно-предупре дительной- сигнализации для оповещения обслуживающего персонала, находящегося за пределами поста управления, на устройство управления техническими средствами, если по данному параметру предусмотрено автоматическое включение - выключение механизмов. .Измерение параметров судовых технических средств осуществляется блоком б цифрового измерения. Алгоритм его работы зависит от типа реальной физической шкалы измеряемого параметра. Изменение алгоритма работы блока б выполняется по определенным дискретным командным сигналам, посту пающим с выходов введенного блока 7 обработки служебных сигналов, а комбинация командных сигналов зависит от уровня аналогового индивидуального служебного сигнала, поступающего на вход последнего. Уровни индивидуальных служебных сигналов для калодого параметра. зад&ются на выходах регуляторов- 20 служебных сигналов в каждом из блоков 4 на входы, которых .подается один общий служебный сигнал из блока 8. При вызове параметра на измерение в блок б цифрового измерения формиру ется сигнал вызова, поступающий в .блок 4 сравнения на управляющий вход измерительного элемента 21, номер ко торого .соответствует номеру измеряемого параметра. При этом измерительный элемент 21 коммутирует сигнал с блока 2 к входу блока б цифрового измерения и индивидуальный служебный сигнал с выхода регулятора служебного сигнала 20 к входу блока 7 обработки служебных сигналов, где из данного сигнала в преобразователе аналог-код 15 получается эквивалентный код индивидуального служебного сигнала, поступающий в шифратор, который вырабатывает определенную комбинацию командных сигналов, транслируемых с выхода блока 7 обработки служебных сигналов на входы блока б цифрового измерения. В блоке б в соответствии с данными командами коммутируются определенные внутренние связи, обеспечивающие алгоритм обработки и измерения сигнала, подключенного к его входу, на требуемой физи еской шкале. Изменяя регулятором 20 в данном блоке 4 сравнения уровень индивидуального служебного сигнала, можно получать различные.комбинации командных сигналов на выходе блока 7 обработки служебных сигналов ив соответствии с этим измерять параметр на новых физических шкалах, Контроль за установкой требуемой шкалы производится по срабатыванию индикатора 17 уровня в блоке 7 обработки служебных сигналов и по загоранию требуемых размерностей и запятых на цифровых индикаторах в блоке б цифрового измерения. Во время- установки устройства на объекте или при изменении режимов работы технических средств производится настройка требуемых уровней 1редупредительной или аварийной сиг сшизации в блоках сравнения 4. Для этого коммутатор 12 передает сигнал разрешения на вход усилителя 13 и сигнал настройки от генератора 10сигналов настройки и регулятора 11настройки на вход блока б цифрового измерения. По сигналу вызова й-з блока б включается элемент 21 в настраиваемом блоке 4 и соединяет вход схемы 19 сравнения с входом блока 6 и выходом блока 8, а выход схемы 19 сравнения - с входом того же блока. При такой коммутации на входы схемы сравнения и вход блока б поступают сигнал настройки и сигнал от датчика. Изменяя регулятором 11 настройки величину сигнала настройки и тем самым величину суммарного сигнала, добиваются по показаниям цифровых индикаторов блока б измеренного значения, равного требуемому предельному уровню сигнализации для данного параметра. Затем в настраиваемом блоке 4 регулятором 18 уставки изменяют уровень сигнала, преступающего на вход схемы 19 сравнения до ее срабатывания.

Сигнал срабатывания через элемент 21 поступает на вход усилителя 13, который включает индикатор 14 срабатывания в блоке 8. В момент включения индикатора 14 данный блок 4 настроен на требуемый уровень сигнализации. Сигнал срабатывания схемы 19, пройдя через элемент 22 задержки и узел 23 управления, включает соответствующий индикатор блока 5. Интёрйзал времени между включением индикаторов 14 и 5 определяет время задержки в элементе 22. .

В аналогичной последовательности выйопняется настройка и других блоков 4 сравнения.

7 В прьцёЪсё эксплуатации в устрой бтШ бсуществляется простая, проверка точности срабатывания сигнализации любого из блоков 4 сравнения. По сигналу вызова с блока б цифрового измерёйГя включается элемент 21 в .проверяемом блоке 4 и коммутатор 12 в блоке 8, в котором регулятором 11 изменяют величину сигнала настройки дО

включения индикатора 14. В момент включения индикатора 14 снимают показания с цифровых индикаторов блока 6.

Р 1йШтЬ между ранее установленным

oifgelfejfe гна

данногоблока и уровнем, измеренным

-- §-ЯдШнТ проверки определяет погреш нййТЙ сигнализацйй. Еслй она прёйШза ётт1р ЯёльнЪ дбпустймуВТ

вляётся подстройка вышебйисанмйзм

способом.

При изменении уровня служебного сигнала на выходе блока обработай служебных сигналов можно получить Йе ;ТГдЛьШ сОте,н различных кодовых комби н Жцйй, к6тбрймс6й твётс:1твуёТ такЪе хё количество алгоритмов обработки информации по каждбйу Каййлу

fШЩШfffГ Ш Ш1Ш11т-йёр11гёет«

устройстШб йэ одношкальнбго в многошкальное , т.е. устройство становится

универсаль ным.

При использова.нии изобретения упрощается настройка устройстйа вЪ время ввода в действие; ускоряется смена устанодки по любому крнтролиW iSMy пар метру, со ращаютЪя затраты времени и оборудования . ке йетрологических характеристик, TjiS контроль с:иг |алйзац й;и .осуще ствляетс я Влоком цй$ро 6го й§Ш рения, снижается требование к .точности каналов непрерывной сигналиVauStfy yMeiHbiaeTCH стойм6ст:ь у строЙбТва засчет исключения затрат..на ; приобретение контактных датчиков и их настройку; повепааётся надежность у стройс ёа Исключением контактных датчиков и сокращеЕ ием линий связи.

Формула изобретения

1.Устройство для контроля состояния СУДОВЫХ технических средств, содержащее датчики параметров, выходы которых через блоки согласования подключены к первым входам соответствующих блоков сравнения, вторые входы которых соединены с выходом блока цифрового измерения, первый выход каждого блока сравнения соединен с

n ВХОДОМ блока отображения, вторые выходы блоков сравнения являются выходами устройства, третьи выходы подключены к входу блока цифрового измерения, отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента

5 использования оборудования, точности и .йадёжностй, в йёгб введены блок. формирования управляющих сигналов иблок обработки служебныхсигналов, выходы которого соединены соответственно с входами блока цифрового измерения, входы блоков формирования управляющих сигналов и обработки служебных сигналов подключены соЬтветствеНно к четвертому и пятому выходам )

5 каждого блока сравнения, первый выход Ълока формирования управляющих Сигналов соединен с третьими входами блоков сравнения, второй выход - подключен к входу блока цифровогд измеQ рения.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е 6 ся тем,что блок форми;рования управляющих сигналов, содержит генератор сигналов настройки, ре5 гулятор сигналов, KOMNiyTaTop, усилитель, индикатор и генератор сигналов, ВЕЛХОд которого является первым выходом блока, выход генератора сигналов настройки через регулятор сигналов Подключен к входу коммутатора, первый 0 йыход которого соединен с первым входом усилителя, второй выход коммутаfopa является втбрым выходом блока, вход которого соединен с вторым входом ycилитe IЯ, выхсэд которого подключен к входу индикатора.

3.Устройство по п. 1, отлич а ю щ е с я тем, что блок обработки служебных сигналов содержит преобраэоватеЛЁ аналЬг-код, индикатор уровня и шифратор, первый выход которого ссЗеДинен с входом индикатора, выходы, наЧйнаяевторого, являются выходами блока, входы шифратора соединены собтветствёйно с выходами преобразоеатёля акалог-код, вход которого является входом блока.

Источники информации, принятые fid йНйиание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 4501ВЗ, кл. G 06 F 15/46, 1973. 0 2. Авторское свидетельство СССР 561689, кл. В 63 Н 21/22, G 06 F 15/46, 1975 (прототип).