Многоточечное регистрирующее устройство Советский патент 1981 года по МПК G01D9/32 

Изобретение относится к приборостроению иможет быть использовано для многоканальной регистрации измеряемых параметров в системах централизованного контроля. Известно многоточечное регистрирующее устройство, содержащее компенсационную измерительную схему, к когторой посредством многоточечного переключателя осуществляется поочередвое подключение датчиков с последую щей индикацией и печатью результатов измерения l . Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее коммутатор датчиков, выход которого соединен со входом следяще й системы, вал реверсивного двигателя которой связан с кареткой печатающего механизма шаговый двигатели, вал которого связан с механизмом каретки, коммутатор шагового двигателя, генератор импульсов, дешифратор, ключи выбора регист рируемьлх параметров, логические элемент ИЛИ и И, блок управления шаговым двигателем и преобразователь угла поворота в цифровой и числоимпульсный коды, механически связанный с ва лом шагового двигателя, причем выхо ды дешифратора соединены с уиравлй щими входами коммутатора.датчиков и через ключи выбора регистрируемых параметров соединены со входами логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с одним из входов логического элемента И, при этом выход генерг тора импульсов соединен со входом бло- ка управления шаговым двигателем, второй вход которого соединен с выходом логического элемента И, а выходы блока управления шаговым двигателем соединены со входами коммутатора шагового двигателя 2. В известных устройствах управление коммутацией входных сигнгшов и регистрацией их параметров осуществляется с помощью медленнодействующих электромеханических устройств. Управление от электромеханических уст--.. ройств предопределяет относительно низкое быстродействие коммутатора входных сигналов, т.е. низкую частоту обегания контролируемых параметров. Поэтому рассматриваемые приборы не удовлетворяют растущим требованиям промышленности в тех случаях,когда требуется контролировать и регулировать быстропротекающие процессы,; например, при регулировании давления, расхода, при управлении большими моиностями в теплоэнергетике, на транспорте и др.

Кроме того, недостатком управлени от электромеханических узлов является снижение эксплуатационной надежности приборов, как средств контроля и регулирования. Такие электромеханические узлы и детали как двигатели печатающие механизмы, редукторы, подшипники и др. требуют проведения регламентных работ, кроме того, необходМО производить заправку красящими веществами, диаграммной лентой и др.

Указанные дедостатки препятствуют шикорому применению известных приборов для контроля,сигнализации и регулирования ответственных параметров технологических процессов, так как приводят к недопустимым -перерывам в работе прибора, а следовательно в работе входного коммутатора и других связанных с ним задающих, сигнализирующих и регулирующих устройств.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности контроля параметров входных сигналов.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены устройство сравнения кодов, блок управления коммутацией датчиков и устройство выборки-хранения, при этом выходы преобразователя угла поворота с цифровым кодом соединены со входами устройства сравнения кодов, другие входы которого соединены с выходами блока управления коммутацией датчиков и входами дешифратора,а выход - со вторым входом логического элемента И, причем выход преобразователя угла поворота с числоимпульсным кодом соединен с третьим входом блока управления шаговым двигателем, а выход логического элемента И соединен со входом устройства выборкихранения, второй вход которого соединен с выходом коммутатора датчиков, а выход - со входом следящей системы На чертеже представлена структурная схема предлагаемого прибора.

Входные сигналы от датчиков 1, 2,...,п через коммутатор 3 и устройство 4 выборки-хранения поступают на вход следящей системы, состоящей из усилителя 5, реверсивного двигателя б и схемы 7 уравновешивания. Вал двигателя 6 механически связан с движком реохорда и печатающей кареткой 8. Механизм печатающей каретки управляется осью 9 г которая механически связана с валом шагового двигателя 10 и кодовым диском преобразователя 11 угла поворота вала шагового двигателя в цифровой и числоимпульсный коды. Механизм печатающей каретки обеспечивает вращение печатающего колеса каретки с пуансонами в виде цифр и точек при вращении оси 9 в одном направлении и прижатие печатающего колеса каретки к диаграм|мной ленте прибора при реверсировании (направления вращения оси 9,

Кодовая комбинация с выходных шин преобразователя 11 поступает на входы устройства 12 сравнения кодов. На другие входы устройства 12 .и на входы .дешифратора 13 поступает код с выходных шин блока 14 управления коммутацией. Выходы дешифратора 13 подключены к управляющим входам коммутатора 3, С выхода 15 коммутатора 3 сигналы датчиков последовательно поступают на сигнализиругацие и регулирующие устройства прибора. Выходной сигнал коммутатора 3 поступает также на один из входов устройства 4 выборки-хранения, выходное напряжение которого подается на вход следящей системы. На второй управляющий вход устройства 4 и на один из входов блока 16 управления шаговым двигателем поступают импульсы с выхода логического элемента И 17. На второй и третий входы блока 16 управления поступают импульсы с выхода генератора 18 импульсов и с выхода 19 преобразователя 11 соответственно, а выходные импульсы блока 16 поступают либо на инвертирующий, либо на неинвертирующий входы коммутатора 20 шагового ,двигателя 10. На входы логического . элемента И 17 подаются выходные сигналы устройства 12 сравнения кодов и логического элемента ИЛИ 21, на входы которого через ключи 22 выбора регистрируемых параметров поступают выходные сигналы дешифратора 13.

Прибор рабЬтает следующим образом.

При включении прибора схема начальной установки (не показана) обеспечивает поступление импульса генератора 18 на неинвертирующий вход коммутатора 20 и, вследствие этого, начинается вращение шагового двигателя 10, вращение связанного с ним кодового диска преобразователя 11 угла поворота в цифровой и числоимпульсный коды и печатающего колеса каретки 8. Кодовый, диск преобразователя 11 при начальной настройке устанавливается относительно печатающего колеса каретки 8 таким образом, что импульсы на выходе 19 преобразователя 11 появляются при вращении диска в те моменты времени, когда пуансоны печатающего колеса устанавливгцотся вертикально над диаграммной лентой прибора, т.е. в те моменты, когда каретка подготовлена к печати. Одновременно со сменой кодовых комбинаций при вращении диска преобразователя 11 происходит изменение кода на выходе блока 14 управления коммутацией, в связи с тем, что блок 14 управления является электронным устройством, не содержащим механических узлов , частота f изменения кода на его выходе может, по крайней мере, на порядок превышать частоту fn иэменения кода на выходе прео6раэо1вателя 11.

В устройстве 12 происходит сравнение кодов преобразователя 11 и блока 14 управления. Если выполняется условие f 7/ fj. n, где n - число контролируемых датчиков, то за время каждого оборота кодового диска будет имет место последовательные во времени совпадения сравниваемых кодов для . кгждой кодовой комбинации на выходе преобразователя 11. в момент совпадения кодов на выходе устройства 12 и на одном из входов элемента И 17 возникает логическая 1. в этот же момент времени на одной из выходных шин дешифратора 13 присутствует логическая 1 и сигнал одного из датчиков с выхода 15 коммутатора 3 проходит на сигнализирующие и регулирующие устройства прибора.

Если параметр этого датчика подлежит регистрации, то соответствующий ключ 22 устанавливается оператором в замкнутое состояние. Поэтому в момент совпадения сравниваемых кодов, на выходе элемента ИЛИ 21 и, следовательно, на выходе элемента И 17 также появляется логическая 1. После поступления логической 1 с выхода элемента 17 на вход блока управления, последний с помощью триггерной схемы (не показана, так как входит в состав блока 16 управления) подготавливает реверс шагового двигателя. Одновременно с этим логическая 1 на выходе элемента И 17 обес печивает подключение к входу устройства 4 выборки-хранения выходного сигнала коммутатора 3.

В связи с тем, что в рассматриваемый момент времени коды на выходе дешифратора 13 и на выходе преобразова теля 11 совпадают, на вход устройства выборки-хранения через коммутатор 3 поступает сигнал от датчика, номер которого определяется цифрой соответствующего пуансона печатающего колеса. После подключения этого датчика на вход устройства 4, на выходе последнего быстро устанавливается выходной сигнал, пропорциональный величине выходного сигнала датчика и пос тупающий на вход след;ящей системы прибора.

Затем происходит переход к следующему коду на выходе блока 14 управления, в то время как код на выходе преобразователя 11 остается пока неизменным. Совпаденне кодов нарушается, на выходе устройства 12 возникае логический нуль, а на выходе 15 коммутатора 3 возникает сигнал следующего контролируемого датчика.

Однако как только на входе устройства выборки-хранения появляется логический О, это устройство отключается от выхода коммутатора 3 и сигнал на его выходе остается пропор

циональным сигналу регистрируемого датчика и не изменяется до момента следующего совпадения сравниваемых кодов.

После поступления сигнала на вход следящей системы начинается процесс ее уравновешивания. Одновременно с этим процессом продолжается вращение кодового диска преобразователя 11 и вращение печатающего колеса каретки 8. Это вращение происходит до того момента времени, когда на выходе 19 преобразователя 11 возникает импульсный сигнал, в результате действия этого сигнала, поступающего на третий вход блока 16 управления импульсы от генератора 18 начинают поступать на инвертирующий вход коммутатора 20, направление вращения шагового двигателя 10 поэтому реверсируется и, после уравновешивания следящей системы, печатающее колесо.прижимается к диаграммной ленте, отпечатывая точку и номер датчика.

После выдержки времени (устанавливаемой при настройке блока 16 управления) обеспечиваквдей качественную печать, шаговый двигатель вновь реверсируется, кодовый диск и печатающее колесо переходят к следующей кодовой комбинации и ц пуансону со следующей цифрой соответственно.

Далее происходят процессы, аналогичные рассмотренным выше, в результате которых осуществляется последо-. вательная регистрация параметров всех датчиков, затем при новсэм обороте кодового диска преобразователя 11 цикл регистрации датчиков повторяется и т.д.

Выборочная регистрация параметров датчиков в предлагаемом приборе осу ществляется путем размыкания cooTBet ствующих ключей 22. Если, например, параметр второго датчика не подлежит регистрации, то оператором размыкается тот ключ, который соединен с шиной дешифратора, подключающей второй датчик к выходу коммутатора 3. В этом случае на выходе элемента ИЛИ 21 в течение всего времени передачи информации с датчика 2 будет присутствовать логический О и, как следствие этого, реверс шагоього двигателя и регистрация не произойдет.

В предлагаемом приборе одновременно с регистрацией значений входных сигналов датчиков происходит обегание датчиков с помощью коммутатора 3 и передача их выходных сигналов с выхода 15 на сигнализирующие и регулируюцие устройства прибора. Частота обегания датчиков превышает.частотурегистрации их параметров на несколько порядков. Это обстоятельство обеспечивает существенные преимущества предлагаемого прибора относительно известных приборов, в которых увеличение частоты обегания датчиков orpaiничивается инерционностью электромеханических устройств двигате;г1Я, печатающего механизма и временем установления следящей системы. В предлагаемом приборе частота обегания датчиков задается электронным блоком управления коммутацией..и, как следствие этого, может превышать частоту опроса датчиков по сравнению с известными устройствами на несколь ко порядков. Увеличение частоты опро са датчиков обеспечивает повьшенйё быстродействия, надежности.И: точност прибора при осуществлении им-функций измерений, контроля, сигнализации и регулирова:ния.. Другим существенным преимуществом предлагаемого прибора по сравнению с известными является его повышенная надежность как средства измерений, контроля, сигнализации и регулирования за счет того, что перечисленные выше функции в предлагаемом приборе осуществляется электронными устройствами без использования электромеханических узлов. Увеличение быстродействия и надеж ности обеспечит широкое применение для измерений, контроля, регулирования и управления ответственньши пара MeTpfiMH быстропротекающих технологических процессов в npOMbmmisHHOCTH, ci также при обработке больших массивов измер 1тельной информации при проведе нии научных исследований. Формула изобретения Многоточечное регистркрукмдеё устройство, содержащее коммутатор датчиков, выход которого соединен ср входом следящей систеки, вал реверсивного двигателя которой связан с кареткой печатающего механизма/шаговый двигатель, вал кот.орого связан с механизмом каретки, коммутатор шагового двигателя, генератор импуль-. сов, дешифратор, ключивыбора регистрируемых параметров, логические, элементы ИЛИ и И, блок управления шаговым двигателем и преобразователь угла поворота в цифровой и числоимпульсный коды, механически связанный с валом шагового двигателя, причем выходы дешифратора соединены с управляющими входами коммутатора датчиков и через клюЧи выбора регистрируемых параметров соединены со входами логического элемента ИЛИ, выход которого соединен .с одним из входов логического элемента И, при этом выход генератора импульсов соединен со входом блока управления шаговым двигателем, второй; вход которого соединен с выходом логического эл(емента И, а выходы блока управления ааговым двигателем соединены со входами коммутатора шагового, двигателя, о т л и ч а ю щ е ее я: тем, что, с целью пОв ашения быстродействия и надежности контроля параметров входных сигналов, в него выведены устройство сравнения кодов, .блок управления коммутацией датчиков.и устройство выборки-хранения, при этом выходы преобразователя угла поворота с цифровым кодом соединены, со входами устройства сравнения кодов, другие входы которого соединены с вьрсодами блока управления коммутацией датчиков и входами дешифратора, а выход - со вторым входом логического элемента И, при.чем выход преобразователя угла поворота с чйслоимпульсным кодом соединен с третьим входом блока управления шаговым двигателем, а выход логического элемента И.соединен. со входом устройства выборки-хранения, второй вход которого соединен с выходом коммутатора датчиков, а выход со входом следящей системы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Государственная система промышленньах приборов и средств автоматизации. Каталог, т. 3, вып. 5,ЦНИИТЭЙ приборостроения, М., 1975. 2.. Авторское свидетельство СССВ по заявке : 2519135/18-10, кл. 13 01 р 9/32,. 1977 (прототип).