Устройство для допускового контроля Советский патент 1982 года по МПК G05B23/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ

1

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматизированному контролю и может быть использовано для контроля процессов в различных технологических объектах, например, в турбогенераторах электростанций.

По основному авт.-св. № 771619 известно устройство для допускового контроля, содержащее генератор импульсов, подключенный первым выходом к -первому входу первого элемента И, вторым выходом - к входу блока уставок, последовательно соединенные блок сравнения и блок индикации, а также сумматор, выход которого подключен ко воду динамического регистра, а вход через элемент ИЛИ - к выходу динамического регистра, и блок регистрации, входами подсоединенный к выходам динамического регистра, одновибратора и генератора импульсов соответственно, первый и второй триггеры, второй и третий элементы И, элемент задержки и распределитель импульсов, первые выходы которого соединены с соответствующими входами блока сравнения, второй выход - с входом одновибратора и первым входом первого триггера,-третий выход - с первым входом второго триггера, выход одновибратора соединен с третьим входом блока сравнения, выход генератора импульсов подключен ко вторым входам первого и второго триггеров и через элемент задержки - ко второму входу сумматора, вторым выходом подсоединенного ко второму входу первого элемента И, выход которого соединен со входом распределителя, вы10ходы блока уставок подключены соответственно к первым входам второго и третьего элементов И, второй вход второго элемента И соединен с выходом первого триггера, второй вход 15 третьего элемента И - с выходом второго триггера, выходы .- второго и третьего элементов И подключены ко второму и третьему входам элемента ИЛИ соответственноOJ

20

Недостатками этого устройства являются -ограниченные функциональные возможности, которые не позволяют контролировать скорость изменения процесса при выходе его за пределы

25 поля допуска и, как следствие, низкая достоверность контроля.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля.

Указанная цель достигается тем,

30 что устройство содержит второй элемент ИЛИ, шестой, седьмой и восьмой элементы И, реверсивный счетчик и третий триггер, счетный вход которого соединен со вторым выходом распределителя импульсов и с первым входом шестого элемента И, второй вход которого подключен к инверсному выходу третьего триггера и первому входу седьмого элемента И, второй вход которого связан с выходом второго элемента ИЛИ и с первым входом восьмого элемента И, второй вход и выход которого подключен соответственно к прямому выходу третьего триггера и вычитающему входу реверсивного счетчика, выход и вход сброса которого соединены с выходом блока регистрации и с выходом шестого элемента И суммирующий вход которого связан с выходом седьмого элемента И, третьим входом соединенного с третьим входом восьмого элемента И и с выходом элемента задержки, а первый и второй входы второго элемента ИЛИ подключены к соответствующим вйкодам блока сравнения.

На чертеже изображена структурная схема устройства для допускового контроля.

Устройство для допускового контроля содержит одновибра-тор 1, генератор 2 импульсов, блок 3 уставок, блок 4 сравнения, блок 5 инд1-1кации, Олок б регистрации, дингилические регистры 7, eyNEviaTop 8, распределипель 9 К -шульсов, первый и второй rpHri G-pi- 10 и 11, элемент 12 задержки j Г:;.- г;:мент ИЛИ 13, первый, второй 11 трети; элементы И 14-16, второй s.TjeiM/iHT ИЛИ .17, шестой, седьмой и 3о:.:,гioи элементы И 18-20, реверсивк;.;:: счатчик 21, третий триггер-22

Блок 1 сравнения содерИЯт четвергил и ).ь:л элементы И. 23 и 24, и эпемчэЕ- т КЕ 25.

Устрокс во дтля допускового контроля работает следующим образом.

хокератор 2 импульсов вырабатывает ;ic первому зыходу импульсы дейсгвукя.-гяе с частотой f/n, где п - количество ,Г1во;;чных разрядов динамического регистра 7, и по второму выходу - тактовые импульсы с частотой f,

,оЛО;.с 3 уставок вь рабатывает из x-aiiiOHbix импульсов две последовательKCQTH ы.мпульсов уставок, соответствукидие нижней границе допуска X и полю допуска X - X , где X g, - верхний .,:::.-.г.н-.ща допуска. На первом блока 3 уставок вырабатывается последовательный двоичный код величины , где Г1 - количество разрядов динам1:1ческого регистра 7. На втором выходе блока 3 уставок генерируется последовательный двоичный код величину 2 - (). Двоичные коды уставок и 2- (X j-X,) поступают последовательно, начиная с

младших разрядов, на первые входы злементов И 15 и И 16 соответственно.

Работу устройства, функционирующего в непрерывном режиме генерации импульсов на выходах распределителя 9, рассмотрим, начиная с момента выработки на втором выходе распределителя 9 выходного импульса, который, поступая на запускающий вход одновибратора 1 приводит его к срабатыванию и устанавливает триггер 10 в единичное состояние.

Одновибратор 1 после срабатывания от запускающего импульса вырабатывает на выходе импульсный сигнал, длительность которого пропорциональна величине входного аналогового сигнала X.

Триггер 10 после установки его в единичное состояние открывает элемент И 15-. Двоичный код с первого выхода блока 3 уставок через элементы И 15 и ИЛИ 13 поступает на первый вход последовательного двоичного cyм saтopa 8, на второй вход которого через элемент 12 задержки с первого выхода генератора 2 импульсо поступают импульсы, совпадающие с младшим разрядом двоичного кода, поступающего по его первому входу.

В результате суммирования сумматором 8 двоичный код „ увеличивается на единицу и новый двоичный код 2 -Хц-И с первого выхода сумматора 8 записывается в динамический регистр 7.

После прохождения двоичного кода 2 -X через элемент И 15, триггер 10 сбрасывается в нулевое состояние импульсом с первого выхода генератора 2.

После установки триггера 10 в нулевое состояние элемент И 15 закрывается и поступление двоичного кода на второй вход элемента ИЛИ 13 прекращается.

Двоичный код 2 -Хи+1 с выхода динамического регистра 7 через элемент ИЛИ 13 поступает на первый вход сумматора 8, который увеличивает его на единицу, и результат суммирования 2 -Хц+2 записывается в динамический регистр 7.

Так продолжается ло тех пор пока динамический регистр 7 не переполняется. Это происходит спустя интервал времени Хцп/f после запуска одновибратора 1. В этом случае на втором выходе сумматора 8 появляется сигнал переноса из п-го разряда, который через элемент И 14 проходит на вход распределителя 9 импульсов. Распределитель 9 импульсов пропускает входной импульс на свой третий выход и прекращает действие сигнала на первом выходе, который появился в момен генерации импульса на втором выходе распределителя 9.Таким образом,на од.ном первом выходе распределителя 9 в рабатывается сигнал,длительность кот рого равна и соответствует ниж ней границе допуска. Сигнал с первого выхода распределителя 9 импульсов поступает на первый вход элемента И 23,на второй вхо которого подается инвертированный элементом НЕ 25 выходной сигнал одновибратора 1. Если контролируемый параметр X меньше нижней границы допуска Х, то длительность импульса на выходе одновибратора 1 меньше, чем длительность импульса на первом выходе распределителя 9. В этом случае на выходе элемента И 23 формируется импульсный сигнал длительностью ()n/f, который, поступая в блок 5 индикации, приводит к срабатыванию элемента сигнализации о выходе контролируемого параметра X за пределы нижней границы допуска. Если контролируемый параметр X больше границы допуска Х, то выходной импульс одновибратора 1, длительность которого больше, чем длительность импуль сов на первом выходе распределителя 9, закрывает элемент И 23 с помощью элемента НЕ 25. После первого переполнения динами ческого регистра 7 сигнал переполнения с рыхода элемента И 14 появляет ся на третьем выходе распределителя импульсов. Сигнал первого переполне ния устанавливает триггер И в еди ничное состояние. Выходной сигнал триггера 11 отпирает элемент И 16. Двоичный код (Xj -Xj,) со второго выхода блока 3 уставок через элемен ты И 16, ИЛИ 13 поступает на первы вход сумматора 8 последовательно во времени, начиная с младшего разряда После прохождения всех разрядов двоичного кода (Х9-Хц) через эле мент И 16 триггер 11 сбрасывается в нулевое состояние импульсом с перво .го выхода генератора 2. Двоичный счетчик, образованный соединением динамического регистра с сумматором 8, выполняет счет импульсов младшего разряда, которые о разуются с помощью элемента 12 задержки, начиная с начального кода 2-(Ха-Х«). Спустя интервал времени () после первого переполнения динамиче кого регистра 7 происходит его второе переполнение и на втором выходе сумматора 8 появляется сигнал перен са из п -го разряда, который через элемент И 14 проходит на вход распределителя 9 импульсов. Второе переполнение динамического регистра 7 вызывает появление сигнала на друго первом выходе распределителя 9 импульсов, который действует до следу его переполнения динамического реистра 7. . Если контролируемый параметр X больше верхней границы допуска Xj, о импульс на выходе одновибратора 1 действует некоторое время после втоого переполнения динамического регистра 7. Совпадение выходного импульса одновибратора 1 с импульсом на другом первом выходе распределителя 9 выделяется элементом И 24, на выходе которого образуется импульс длительностью (X-Xa)n/f. Выходной импульс элемента И 24, поступая в блок 5 индикации, приводит к срабатыванию элемента сигнализации о выходе контролируемого параметра за пределы верхней границы допуска. Если контролируемый параметр X меньше верхней границы допуска Kg, то элемент И 24 закрыт, так как импульс на выходе одновибратора 1 заканчивается раньше, чем начинает действовать импульс на друхом первом выходе распределителя 9. После второго переполнения динамического регистра 7 сумматор 8 выполняет счет импульсов млсщшего разряда с нулевого начального кода. Поэтому третье переполнение динамического регистра 7 происходит спустя интервал времени . Третье переполнение динамического регистра 7 прекращаат действие сигнала на другом первом выходе распределителя 9 и приводит к генерации импульсов на его втором выходе. Импульс второго выхода распределителя 9 запускает одновибратор 1 и устанавливает триггер 10 в единич г. ное состояние. Цикл работы устройства для допускового контроля повторится аналогично. Устройство для допускового контроля кроме качественных оценок парамвтра контролируемого процесса выполняет количественную регистрацию отклонений от нижней и верхней границы допуска. Количественная оценка фиксируется блоком 6 регистрации после окончания действия выходного импульса одновибратора 1 посредством считывания двоичного кода с выхода динамического регистра 7 по синхронизирующим сигналам генератора 2 импульсов. Если контролируемый параметр нижней границы допуска, то в момент Окончания выходного импульса одновибратора 1 в динамическом реги стре 7 содержится двоичный код () , т.е. дополн)тельный код отрицательного отклонения контролируемого параметра от нижней границы допуска. Если контролируемый параметр больше верхней границы допуска, то в мог мент окончания выходного импульса одновибратора 1 в динамическом регистре 7 содержится двоичный код величины X-Xg,, т.е. прямой код положительного отклонения контролируемого параметра от верхней границы допуска. Количественные оценки отклонений от верхней или нижней границ допуска фиксируются блоком 6 регистрации и могут быть зафиксированы на перфоленте (перфокарте); выведены на цифропечать, цифровую индикопию и выданы на управляющую вычислительную машину.

Помимо -качественного и количественного допускового контроля устройство также контролирует скорость изменения процесса при выходе контролируемого параметра за пределы допуска.

Скорость изменения процесса контролируется устройством следующим образом.

В момент генерации импульса на втором выходе распределителя 9, который запускает одновибратор 1, триггер 22 находится в нулевом состоянии и элемент И 18 открыт сигналом инверсного выхода триггера 22.

Импульс второго выхода распределителя 9 происходит через элемент И 18 на шину сброса реверсивного счетчика 21, устанавливая его в нулевое состояние, и поступает также на счетный вход триггера 22, который переходит-, в единичное состояние, В единичном состоянии триггер 22 си.гналом инверсного выхода закрывает элементы И 18 и 19, открывает элемент И 20 который .-подключает вычитающий вход реверсивного счетчика 21 через элемент ИЛИ 17 к выходам блока 4 сравнения .

Если контролируемый параметр вышел за тределы поля допусков, например, за верхнюю границу, то на выходе элемента И 24 блока 4 сравнения формируется импульс длительностью (X-Xj)-n/f, который через элемент ИЛИ 17 действует на первом входе элемента И 20, на третий вход которого через элемен- 12 . задержки поступают импульсы первого выхода генератора. 2 действующие с частотой /п , Следователы-:-э с первого выхода генератора 2 .импульсов через элемент 12 задержки и элемент И 20 на вычитающий вход реверсивного счетчика 21 поступает количество импульсов, равное величине, отклонения () в текущем i-м и,,. контроля. Реверсивный счетчик 21 преобразует -это количество импульсов в дополнительный код отрицательной величины - (X,--Xj).

В следующем -. +1-м цикле контроля, который начинается в момент генерации импульса на втором выходе распределителя 9, начальное состояние реверсивного счетчика определяется дополнительным кодом величины (Х,--Хд). Импульс второго выхода распределителя 8 в i +1-м цикле на вход шины сброса реверсивного счетчика 21 через элемент И 18. не проходит, так как элемент И 18 закрыт сигналом инверсного выхода триггера 22. Поступление импульса второго выхода распределителя 9 на счетный вход триггера 22 обеспечивает переход его из единичного состояния в нулевое к моменту окончания действия этого импульса.

В нулевом состоянии триггер 22 открывает сигналом инверсного выхода элементы И 18 и 19 и закрывает элемент И 20 сигналом прямого выхода. В этом случае элемент И 19 подключае суммирующий вход реверсивного счетчика 21 через элемент И 17 к выходам блока 4 сравнения. В i+l-M цикле на выходе элемента И 24 блока 4 сравнения формируется импульс длительность ( -Хв) который через элемент ИЛИ 17 поступает на второй вход элемента И 19, на третий вход которого с опорного выхода генератора 2 импульсов через элемент 12 задержки поступают импульсы с частотой /л. Следовательно, с первого выхода генератора 2 импульсов через элемент 1 задержки и элемент И 19 на суммирующий вход реверсивного счетчика 21 поступает количество импульсов , рав. ное величине отклонения (Х- g) в i+1-м цикле контроля. Реверсивный счетчик 21 накапливает это количестЪ импульсов, начиная с начального состояния - (). В результате в реверсивном счетчике 21 устанавливаетс код разности , которая пропорциональна скорости изменения параметра за цикл вычисления. Состояние счетчика 21 считывается блоком 6 регистрации. Работа устройства в случа выхода параметра за пределы границы аналогична.

Устройство для допускового контроля дополнительно к функциям качественного и количественного допускового контроля измеряет скорость изменения параметра при выходе его за пределы поля допуска. Контроль за скоростью изменения параметра позволяет прогнозировать дальнейший процесс его изменения вне поля допуска и принимать своевренно решения для нормализации течения технологического процесса.

Формула изобретения

Устройство для допускового контроля по авт. св. № 771619, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля устройство содержит второй элемент ИЛИ, шестой, седьмой и восьмой элементы И, реверсивный счетчик и третий триг