Устройство для определения соотношения параметров технологических процессов Советский патент 1981 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для измерения согласованности протекания пары технологических процессов, каждый из которых имеет несколько различных вероятностно формирунщихся ис ходов . Известно устройство для выявления отношения двух входных сигналов, содержащее транзисторное сопротивление сумматор, который осуществляет суммирование эталонного сигнала с сигналом, выделенным на транзисторном сопротивлении, усилитель, элемент памяти и коммутаторы 11. Однако данное устройство не позволяет выявить отношение параметрюв, представленных несколькими входными сигналами. Известно также устройство для определения отношения двух чисел, которое содержит реверсивный счетчик, логические схемы И и ИЛИ, а так же вычислительный счетчик вход кото рого связан с выходом cxetat К, одним из входов соединениой с входной ши иой второй последовательности импуль сов, а выход переполнения - с входом упргшлеиия реверсивного счетчика, информационный вход которого подкгаочей к шине первой,входной последова- . тельности импульсов, другой вход схемы И соединен с выходом схемы ИЛИ, входы которой соединены с выходами разделов обоих счетчиков. Недостаток этого устройства - принципиально невозможно представить одной величиной характер согласования двух процессов за выбранный интервал времени из выработанных отиоыений . чисел или отношений нескольких пар чисел. Представление же характера согласования совокупностью отношений чисел требует от пользователя устройства осуществления интерпретации, например техноло гической, что представляет собой значительные трудности при наличии нескольких различных исходов в каждом из процессов. Наиболее близким по технической сущности к- и обретений является устройство ДЛИ- определения отношения двух величин, содержащее блоки памяти, первую группу ключей и блок логарифмического кодирования, выход которого через вторую группу ключей соединен с входами реверсивного счетчика, причем выходы блоков памяти через первую группу ключей соединены

с входом блока логарифмического кодирования .2J, 3.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения согласования пары процессов, имеющих любое разнообразие исходов, за любой .период времени из-за невозможности формирования сигнала,, соответствующего достаточно точной оценке согласованности нескольких пар величин.

Целью изобретения является повышение точности при определении согласованности двух процессов с разнообразными вероятностно проявляющимися исходами . .

Поставленная цель достигается тем, ЧТО в устройство, -содержаще блоки памяти, коммутаторы, введены датчики типа исходов, счетчики, переключатели, истоттнлки опорного напряжения, блок сравнения, блок вычитания, сумматор, квадратор, усилител и блок индикации, причем выходы первого и второго датчиков исходов соединены соответственно с первыми входами первого и второго счетчиков, вторые входы которых и первый вход сумматора соединены с выходом первого источника опорного напряжения, выход Первого счетчика подключен к первому входу первого блока памяти, первому входу первого переключателя, входу квадратора и первому входу второго переключателя, второй вход которого соединен с выходом квадратора, выход второго счетчика подключен к первому входу второго блока памяти и второму входу первого переключателя, третий и четвертый входы которогЪ подключены соответственно к выходам первого и второго блоков памяти, вторые входы которых соединены с первым выходом первого переключателя, второй и третий выходы которого подключены соответственно к входам блока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, первый выход которого подключен к второму входу сумматора, второй выход соединен с управляющим входом первого переключателя выход сумматора соединен с первым входом усилителя, выход которого подключен к третьему входу второго переключателя, выход второго источника опорного напряжения соединен с четвертым входом второго переключателя и вторым входом первого коммутатора, выходы второго переключателя соединены соответственно с входами блока вычитания, выход которого подключен к входу второго комутатора, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом блока индикации и вторым вхоом усилителя.

На фиг. 1 изображена блок-с1:.ема стройства; на фиг. 2 - принципиальная схема датчиков типа исходов;

на фиг. 3 - принципиальная схема блоков сравнения и вычитания; на фиг. 4 - принципиальная схема квадратора; на фиг. 5 - принципиальная схема усилителя.

. Устройство содержит датчики 1 и 2 типа исходов, счетчики 3 и 4, источник 5 опорного напряжения, блоки 6 и 7 памяти, входящие в состав памяти 8,переключатель 9,,блок 10 Q сравнения, коммутатор 11, сумматор 12, усилитель 13, переключ атель 14, :квадратор 15, источник 16 опор- i ного напряжения, блок 17 вычитания, коммутатор 18 и блок 19 индикаЦИИ.

Датчики 1 и 2 (фиг. 2) состоят из последовательно соединенных контакта .20, генератора 21 импульсов, шагового искателя 22 и потенциометра 23 с отводами, один из которых соединен

0 с источником 24 напряжения. Другой выход шагового искателя 22 через нормально открытый контакт 25 и кЛемму входа потенциометра 23 представляют собой выход 26 датчиков 1 и 2.

5 Блок. 10 сравнения и блок 17 вычи-. тания (фиг. 3) состоят из потенциометра 27, входы 28 и 29 которого подсоединены встречно с выходами предыдущего блока. Выход 30 блоков 10 и

р 17 соединен с входом последующих блоков.

Квсщратор 15 состоит из диодов 31 (фиг. 4), вход каждого из которых соединен с сопротивлениями 32 н. 33. Выходы сопротивлений 32 соединены параллельно с входом 34 квадратора 15, а выходы сопротивлений 33 соединены параллельно с источником 35 опорного напряжения. Выходы диодов 31 соединены параллельно с входами решающего усилителя 36 с сопротивлением 37 в цепи обратной связи. Выход 38 решающего усилителя 36 соединен с входом переключателя 14. Усилитель 13 состоит из двух це пей (фиг. 5). Первая цепь состоит из последовательно решающего усилителя , .39 с сопротивлением 40 в цепи обратн й связи и сопротивлениями 41 и 42 н а е го входе;к6адратор а 4 3;решающего

Q усилителя 44 с сопротивлением 45 в обратной связи и сопротивлениями 46 . и 47 на его входе; решеиощего усилителя 48 с сопротивлением 49 в обратной связи и сопротивлением 50 на его входе. Выход 51 первой цепи соединен

5 д входом переключателя 14.

Вторая цепь состоит из решающего усилителя 52 с сопротивлением 53 в обратной связи и сопротивлением 54 на его входе; решающего усилителя

0 55 с сопротивлением S6 в обратной связи и сопротивлениями 57 и 58 на еговходе; квадратора 59; решакицего усилителя 60 с сопротивлением 61 в . цепи обратной связи и сопротивлением

5 62 на его входе. Выход решающего

усилителя 60 через сопротивлениг 47 соединен с входом решающего усилителя 44.

Устройство работает следующим образом.

Перед начсшом интервала, в течени которого определяется согласованност протекания процессов, нуль-напряжени из источника 5 опорного напряжения Подается в счетчики 3 и 4,

В ходе протекания каждого из процессов непрерывно дискретно формируются различные исходы. При их формировании замыкается контакт 20 датчиков 1 и 2 исходов (фиг. 1 и 2) и он остается замкнутым в течение всего интервала существования исхода. От включения контакта запускается генератор 2I импульсов, выдающий импульсы через определенный интервал времени. При появлении очередного импульса срабатывает шаговый искатель 22, который замыкает очередной отвод потенциометра 23. По окончании лискретного исхода контакт 20 размыкается, а контакт 25 замыкается. При этом напряжение, снимаемое с выхода, потенциометра 23, подается на выход 26 своего датчика. Выходные напряжения датчиков 1 и 2 подаются на вход счетчиков 3 и 4, которые работают таким же образом, как и датчики 1 и 2, но запускаются только лишь на один импульс после окончания исхода.

.При этом в счетчиках 3 и 4 формируются напряжения, величины которых соответствуют количеству подвившихся исходов. Выходные напряжения датчиков 1 и 2 и счетчиков 3 и 4 сохраняются в блоках 6 и 7, соответственно.

После окончания заданного интервала переключатель 9 устанавливаете в положение, при котором встречно включенные напряжения счетчиков 3 и 4 поступают в блок 10 сравнения, где они сравниваются на потенциометре 27 (фиг. 5). Напряжение с выхода 30 проходит через коммутатор 11. Если напряжение счетчиков 3 и 4 не равны, т.е. за выбранный период в обоих процессах неравное количество исходов, коммутатор 11 устанавливается в положение, при котором выходное напряжение блока 10 сравнения через переключатель 9 подается через блок управления (не показан) в тот из 6 или 7, который содержит меньшее/количество исходов.

Описанная работа устройства повторяется до тех пор, пока искусственным путем не обеспечится одинаковоеколичество исходов для обоих процессов. Если напряжения счетчиков 3 и 4 ра.вны, т.е. в каждом процессе появилось одинаковое количество исходов, на выходе блока 10 сравнения отсутствует напряжение. При этом

коммутатор 11 сохраняет нулевое состояние.

Рассмотрим работу остальной части устройства после обеспечения равного количества исходов. При этом примем, например, что в каждом процессе появилось по пять исходов в следующем порядке: рС), р(Н Р.Ч и P,f в первом процессе, pW, Р pl,Jr,P4 и во втором процессе. При этом нижний индекс - номер процесса, а

0 верхний индекс в скобке - номер исхода .

В этом случае переключатель 9 устанавливается в положение, при котором напряжения всех пяти исходов ,

5 pC-l) р15 последовательно подаются в блок 10 сравнения, где они сравниваются с Р,Ч Если сравниваемые напряжения очередной пары не равны, разность напряжений через коммутатор

0 11 формирует увеличение.напряжений в сумматоре 12 на единицу. Как только сравниваемые напряжения оказываются равными, весь цикл сравнения повторяется вновь, но теперь уже со вторым 5 появившимся исходом второго п1 оцесса, например Р и т.д.

После того, как все напряжения, соответствующие исходам первого процесса, сравнились со всеми нарряжениями, соответствующими исходам вто0рого-процесса, переключатель 14 устанавливается в положение, при котором напряжение счетчика 3 подается через переключатель 14 на вход блока 17 вычитания, который работает аналогич5но блоку 10. Это же напряжение счетчика 3 подается в квадратор 15.

В зависимости от величины напряжения, поступившего на вход 34 кваадратора (фиг. 4), срабатывает соответ0ствующий диодный элемент 31 и, тем самым формирует величину напряжения-, подаваемую в решающий усилитеть 36 с выхода которого напряжение через переключатель 14 подается на вход блока 17 вычитания. Коммутатор 18

5 устанавливается в положение, при котором выходное напряжение блока 17 вычитания подается на пторой вход усилителя 13 (фиг. 5). На первый усилителя 13 подается напряжение

0 с выхода сумматора 12.

Оба поданных напряжения суммируются в решающем усилителе 39, Этот же усилитель изменяет полярность полученной суммы напряжений. Выходное

5 напряжение усилителя 39 пропускается через квадратор 43, который работает как и квадратор 15. Выходное напряжение квадратора 43 подается в решающий усилитель 44.

0

Одновременно в решающем усилителе 52 выходное напряжени з коммутатора , 18 изменяет свою полярность и подается в решающий усилитель 55, где оно вычитается из выходного напряжения

5 сумматора 12. В ЭТОМ же решающем усилителе 55 изменяется полярность полученной разности напряжений. Выходное напряжение решающего усилителя 55 про пускается через квадратор 59, работ ющий так же, как и квадратор 15. В решающем усилителе 60 изменяется полярность выходного напряжения квадратора 59 и оно поступает на вх решающего усилителя 44, в котором вычитается из выходного напряжения квадратора 43. Полученная разность напряжений пропускается через решающий усилите 48, в котором изменяется ее полярность. Выходное напряжение усилителя 13 через переключатель 14 поступает на вход блока 17 вычитания. Выходное напряжение источника 16 опорного напряжения через переключа тель 14 поступает на вход блока 17 вычитания, который работает так же, как и блок 10. Его выходное напряже ние через коммутатор 18 поступссет в блок 19 индикации. Оценка согласо ванности индуцируется в виде показа ний цифрового вольтметра в пределах 0-1. При этом -О соответствует полная рассогласованность, а «i идеальная согласованность пары процессов. Применение изобретения обеспечивает повышение точности измерения согласованности пары процессов с разнообразными вероятностно появляю щимися исходами за счет исключения ограничений на разнообразие исходов процессов и количество исходов, происшедших в данном интервале времени определяющие точность соответствия сформированного значения согласован ности реальной ситуации. Формула изобретения Устройство для определения соотношения параметров технологических процессов, содержащее блоки памяти, коммутаторы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при определении согласованности двух процессов с разнообразными вероятностно проявляющимися исходг1ми, в него введ ны датчики типа исходов. счетчики, переключатели, источники опорного напряжения, блок сравнения, блок вычитания, cyMMafop, квадра1тор, усилитель и блок индикации, причем выходы первого и второго датчиков исходов соединены соответственно с первыми входами первого и второ го счетчиков, вторые входы ко- . торых и первый вход сумматора соединены с выходом первого источника опорного напряжения, выход первого счетчика подключен к первому входу первого блок.а памяти, первому входу первого Переключателя, входу квадратсфа и первому входу второго переключателя, второй вход которого соединен с выходом квадратора, выход второго счетчика подключен к первому входу второго блока памяти и второму входу первого переключателя, третий и четвертый входы которого подключены соответстве но к выходам первого и второго блоков памяти, вторые входы которых соединены с первым выходом первого переключателя, второй и третий выходы которого подключены соответственно к входам блока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, первый выход которого подключен к второму входу сумматора, второй выход соединен с управляющим входом первого переключателя, выход сумматора соединен с первым входом усилителя, выход которого подключен к третьему входу второго переключателя, выход второго :источника опорного напряжения соеди1нев с четвертым входом второго переключателя и вторым входом первого коммутатора, выходы второго переключателя соединены соответственно с входами блока вычитания, выход которого подключен к входу второго koMмутатсфа, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом блока индикации и вторым входом усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ООА 3686513, кл. G 06 G 7/12, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 411453, кл. G 06 Р 7/44, 1971. 3.Авт фское свидетельство СССР 309368, кл. G 06 О 7/16, 1970.