Устройство для регистрации значений контролируемых параметров Советский патент 1982 года по МПК G01D9/32 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ЗНАЧЕНИЙ КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ

1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для записи на диаграммной ленте совокупности технологических параметров (двух или более одновременно) в виде кривой.

Известен самопишущий многоточечный прибор для регистрации группы параметров путем поочередного измерения и записи сигналов на диаграммной ленте, равномерно перемещающейся во времени 1 .

Недостаток этого устройства заключается в низкой эффективности .использования информации при оценке состояния технологического объекта управления, так как в результате записи на диаграммной ленте образуется множество кривых регистрируемых параметров, вследствие чего для получения упомянутой оценки требуется длительный и сложный визуальный анализ характера изменений каждой отдельной кривой и их сопоставление друг с другом.

Наиболее близкой к предлагаемому является устройство, содержащее датчики параметров, соединенные через входной коммутатор с уравновещивающей измерительной схемой, выход которой подключен к реверсивному двигателю, связанному с кареткой печатающего механизма, синхронный двигатель привода диаграммной ленты, счетчик импульсов и дешифратор 2. Однако это устройство характеризуется невозможностью получения кривой, являющейся обобщением нескольких контролируемых параметров.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет регистрации обобщенной информации

,Q о состоянии контролируемого объекта.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство .введены профилированный кулачок и второй коммутатор, связанные с валом синхронного двигателя, повторитель сигналов датчиков, связанный с валом реверсивного двигателя, нормально разомкнутые контакты, взаимодействующие с профилированным кулачком, включенные между выходом повторителя сигналов и входами второго коммутатора и счетчика им2Q пульсов, квантователи сигналов, подключенные к .выходам второго коммутатора, блоки памяти, включенные между выходами квантователей сигналов и входами дещифратора, цифро-аналоговый преобразователь, включенный между выходами дешифратора и одним из информационных входов .входного коммутатора, формирователь импульсов сброса, соединенный с выходом счетчика,, и элемент задержки,, включенный между формирователем и входами сброса блоков Памяти.

На чертеже показана структурная схема устройства для регистрации двух технологических параметровпри трех уровнях их квантования.

Устройство содержит датчики ,1 - 1 и 1-2 технологических параметров, .нормирующие преобразователи 2--1 и 2--2, входной коммутатор 3, -измерительную схему 4, электронный усилитель 5, реверсивный двигатель 6 привода каретки , печатающего механизма 7, носитель записи 8 в виде диаграммной ленты, синхронный двигатель 9, повторитель сигналов 10, профилированный кулачок ,11, нормально разомкнутые контакты 12, счетчик импульсов 13, формирователь импульса сброса 14, элемент задержки 15, второй коммутатор 16, устройства квантования сигналов с первого и второго датчиков 17--1 и 17-2 (осответственно ио числу датчиков),, состоящие из дискриминаторов (пороговых элементов) 18 и схем антиоовпадений 19, блоки памяти 20-1 и 20-.2, содержащие по три ячейки , памяти 21 (по числу уровней квантова-. -ния сигналов), дещифратор 22, выполненный из схем совпадений 23 и цифро-аналоговый преобразователъ 24.

Устройство работает следующим образом.

Электрические сигналы с датчиков I - 1 и 1-2, пропорциональные значениям измеряемых технологических параметров, . поступают на нормирующие преобразователи и 2-2 соответ.ственно, выполненные в виде, например, делителей напряжения, где осуществляется приведение сигналов к одному диапазону измерения. Коммутатор 3, выполненный в виде двухполюсного переключателя и управляемый двигателем 9, подключает в начале каждого цикла регистрации выход нормирующего преобразователя 2-.1 ко , входу измерительной схемы 4, соединенной с усилителем 5, который управляет двигателем 6. Последний перемещает каретку с печатающим механизмом 7 и движок реохорда измерительной схемы 4 до уравновешивания сигнала с преобразователя . Одновременно о перемещением каретки .и движка ,реохорда измерительной схемы двигатель 6 перемещает реохорд повторителя сигналов 10, и следовательно, каждому значению регистрируемого сигнала соответствует равнозначное положение движков реохордов измерительной схемы 4 и устройства дистанционной передачи показаний Ю.

В момент наступления равновесия сигнал на входе усилителя становится равным нулю, двигатель 6 останавливается, двигатель 9

через механизм привода воздействует на печатающий механизм 7, который отпечатывает на равномерно движущейся диаграммной ленте 8 точку и цифру, соответ.ствующую номеру датчика, подключенного «о входу измерительной схемы 4; положение точки по щирине пропорционально величине сигнала, поступающего с датчика. В этот же момент кулачок 22, закрепленный на валу синхронного двигателя 9, замыкает нормально разомкнутые контакты 12, через которые электрический -сигнал от повторителя сигналов-10 поступает на вход коммутатора 16 и счетчик импульсов 13.

С первого выхода коммутатора 16 сигнал, пропорциональный нормированному значению первого технологического параметра, поступает на вход устройства.квантования первого параметра.

Устройство квантования содержит при трех уровнях квантования сигнала четыре дискриминатора (пороговых элементов) 18 с общими входами, подключенными к первому выходу второго коммутатора 16, и три схемы антиоовпадений 19. Аналогично устроено устройство квантования 17-2, но входы его дискриминаторовподключены ко второму выходу второго коммутатора 16.

Дискриминаторы 18 Выполнены в виде, например, триггерных схем с одним устойчивым -состоянием равновесия, которые срабатывают если на их вход поступает сигнал, превышающий некоторый пороговый уровень. Пороги срабатывания соседних дискриминаторов отличаются на величину интервала квантования сигнала по уровню. Схемы антисовпадений 19 представляют собой логические устройства,, которые срабатывают только , в том случае, если на вход схемы поступает сигнал, а на другой нет.

Таким образом,- при поступлении сигнала на вход-устройства квантования 17-1, сигнал появится на выходе той -схемы антисовпадений 19, которая подключена к дискриминаторам 18 с порогами срабатывания выше и ниже-уровня поступившего входного сигнала.

Сигнал с выхода сработавшей схемы антисовпадений 19 устройства квантования поступает на информационный вход ячейки памяти -21 блока памяти -20-1.

Блок п,амяти 20-1 сигналов первого датчика содержит три ячейки памяти 21, входы которых подключены непосредственно к выходам соответствующих схем антиоовпадений 19 устройства квантования 17-1. Каждая ячейка ,памяти -21 выполнена в аиде триггерной схемы с двумя устойчивыми состояниями равновесия и с двумя входами - информационным и сбрасывающим. При поступлении сигнала на информационный Вход ячейки памяти 21 схема приходит в одно из состояний равновесия, а на выходе ее формируется сигнал, фиксируя тем самым сигнал из устройства. квантования . Далее сигнал с выхода ячейки .памяти 21 блока памяти 20--1 поступает в дешифратор 22 на вход одной из схем совпадений 23, подключенной непосредственно к выходу сработавшей ячейки .памяти 21. Через интервал времени, требуемый для обработки сигнала с первого датчика 1 - 1, коммутатор 3 подключает ко входу измерительной схемы 4 выход второго нормирующего преобразователя 2-2. Обработка сигнала с преобразователя 2-2 происходит аналогично обработке сигнала с преобразо-вателя 2-1. Таким образом, в результате обработки сигналов с датчиков 1-1 и 1-2 на вход соответствующей схемы совпадений 23 дешифратора 24 поступает два сигнала с ячеек памяти 21 блоков памяти 20-1 и 20-2, подключенных к в.ыходам сработавших схем антиоовпадений 19 устройств квантования 17-1 и 17-2. При этом на выходе соответ.ствующей схемы совпадения 23 дещифратора 24 формируется электрический сигнал. Выходы дешифратора 22 подключены к соответствующим входам цифро-а«алогово-. го преобразователя 24, на выходе которого формируется аналоговый сигнал, например, в .виде напряжения постоянного тока,, величина которого пропорциональна номеру сработавшей схемы совпадения 23 дешифратора 22, и следовательно, сочетанию квантовых значений сигналов датчиков -1 и 1-2. Через интервал времени, достаточный для обработки сигнала со второго датчика . 1-2, срабатывания дешифратора 22 и цифро-аналогового преобразователя 24, выход последнего подключается коммутатором 3 ко входу измерительной схемы 4 и осуществляется измерение и регистрация на диаграмме сигнала с цифро-а«алогового преобразователЯ 24. Контакты 12 в момент регистрации сигнала с преобразователя 24 не замыкаются, так как кулачок Ц имеет только два выступа (по числу датчиков технологических параметров),, и сигнал с повторителя 10 на коммутатор 16 не поступает и дальнейшей обработке .не подвергается. Нормально разомкнутые контакты 12 включаются, следовательно, дважды за время цикла регистрации в моменты, совпадающие по времени с моментами печати на диаграмме 8 сигналов ют датчиков 1-1 и 1-2. При каждом замыкании контактов .12 счетчик 13 фиксирует импульс, а при каждом втором импульсе счетчик 1.3 вырабатывает сигнал, включающий формирователь сбрасывающего импульса 14, выполненный, например, в виде электромагнитного реле, с выхода которого сигнал поступает На элемент задержки 15, а с выхода последнего через определенный промежуток времени, требуемый ДЛЯ обработки и регистрации сигнала с цифро-аналогового иреобразова-. теЛЯ 24, на сбрасывающие входы ячеек памяти 21; при этом сработавшие ячейки памяти 21 возвращаются в исходное состояние. Таким образом, в ходе регистрации на равномерно движущейся диаграммной ленте печатаются три кривые, образованные последовательностью точек, ,две из которых отображают сигналы с датчиков 1-1 и 1-2, а третья характеризует их совместное изменение и является обобщенной оценкой состояния технологического объекта управления. Аналогичным образом может быть выполнен прибор для регистрации сигналов от большого числа датчиков и при большем числе уровней квантования сигналов. Отображение сигналов двух или более датчиков в виде обобщенной кривой на диаграмме прибора обеспечивает оперативное и точное распознавание технологического объекта, которое характеризуется группой взаимосвязанных параметров, а ее представление совместно е кривыми изменения отдельных параметров позволяет оперативно и надежно обнаруживатьПричину нарушения, замеченного по обобщенной кривой, Все это в целом обеспечивает повышение качества управления технологическим объектом.Формула изобретения Устройство ДЛЯ регистрации значений контролируемых параметров, содержащее датчики параметров, соединенные через входной коммутатор с уравновешивающей измерительной схемой, выход которой подключен к реверсивному двигателю, связанному с кареткой печатающего механизма, синхронный двигатель привода диаграммной ленты, связанный с печатающим механизмом и входным коммутатором, счетчик импульсов -и дешифратор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет регистрации обобщенной информации о состоянии контролируемого объекта, в него введены профилированный кулачок и второй коммутатор, связанные с валом синхронного двигателя, повторитеЛЬ сигналов датчиков, связанный с валом реверсивного двигателя, нормально разомкнутые контакты, взаимодействующие с профилированным кулачком, включенные между выходом повторителя сигналов .датчиков и входами второго номмутатор.а и счетчика импульсов, квантователи сигналов, подключенные к .выходам второго коммутатора, блоки .памяти, включенные между выходами квантователей сигналов и входами дешифратора, цифро-аНалоговый преобразователь, включенный между выходами дешифратора и одним из информационных входов входного коммутатора, формирователь импульсов сброса, соединенный с выходом счетчика импульсов,- и элемент задержки,, включенный между формирователем импульсов сброса и входами сброса блоков памяти.

Источники информации, принятые во .вынимание при экспертизе

№ 609955, кл. G 01 О 9/32, 1976 (прототип).