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

Изобретение относится к автоматике и информационно-измерительной технике и может быть использовано в информа1щонно-измерительных системах (ИИС) и информационно-вычислительных комплексах (ИВК) автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Известно устройство для централизованного контроля параметров, содержащее датчики, задатчики эталонных параметров м блок обработки результатов контроля 1.

Недостатком данного устройства является низкая точность из-за погрешностей, вносимых измерительным каналом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для централизованного контроля параметров, содержащее датчики , источник эталонных параметров, функциональные преобразователи, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выход которого соединен с входом регистра памяти уставок и входом регистра результатов контроля/ блок обработки результантов контроля, блок управления, блоки индикации, регистрации и звуковой

сигнс1лизации. Устройство реализует компенсационный способ измерения. За счет формирования уставки с помощью канала измерения устройство осуществляет компенсацию ошибок этого канала при проведении сравнения значения контролируемого параметра с полем допуска. Суммарная сяиибка равна погрешности источника эталон10ных параметров 2.

Недостатком известного устройства является то, что в .нем не контролируется сопротивление изоляции датчиков, уменьшение которого приводит

15 к увеличению погрешности измерения параметров.

Цель изобретения - увеличение полноты контроля.

Указанная цель достигается тем,

20 что в устройство для центрёшизованного контроля параметров, содержащее блок преобразователей и блок управления , первый выход которого подключен через задатчик уставок к первому вхо25ду коммутатора, второй выход - к второму входу коммутатора, третий выход - к первому входу первого регистра, четвертый выход - к первому входу второго регистра, пятый вы30ход - к первому входу блока обработки результатов контроля, выходы которого с оединены с входами блоков регистрации, звуковой сигнализации и индикации соответственно, а второй и третий входы - с выходами первого и второго регистров соответственно, вторые входы которых подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя, группа входов коммутатора является группой, входов устройства, введены блок контроля изоляции датчиков и переключатель, вход которого соединен с шестым выходом блока упраления, выход коммутатора через последовательно соединенные размыкающий контакт переключателя и блок преобразователей подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, а чере замыкающий контакт переключате{1я к входу блока контроля изоляции, выход которого соединен с четвертым входом блока обработки результатов контроля.

Блок управления содержит последовательно соединенные задающий генератор, формирователь тактовых импульсов, счетчик, дешифратор и элемент И,.выход которого является третьим выходом блока, второй выход формирователя тактовых импульсов соединен с вторым рходом элемента И и с четвертым выходом блока, третий выход - с первым входом узла элементов И, выход счетчика является вторым выходом блока и соединен с вторым входом узла элементов и, выход которого является пятым выходом блока, шина питания положительного потенциала через -переменный резистор соединена с шиной нулевого потенциала и с первым входом первого индикатора, а через замыкающий ключ с шестым выходом блока и с входом второго индикатора, подвижный кон.такт переменного резистора соединен с вторым входом первого индикатора и является первым входом бЛока.

Блок обработки результатов контроля содержит элемент сравнения,

входы которого являются BTOpblM и

третьим входами блока соответственн выход соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого является -четвертым входом блока, а выход соединен с первым входом узла вентилей, второй вход которого является первым входом блока, выходы элемента ИЛИ и узла .вентилей являются соответствукнцими выходами блока.

На фиг. 1 изображена схема устройства на фиг. 2 - схема блока преобразователей; на фиг. 3 - схема блока обработки результатов контроля j на фиг. 4 - схема блока управления.

Устройство (фиг. 1) содержит датчики 1, задатчик 2 уставок, коммутатор 3, блок 4 преобразователей.

аналого-цифровой преобразователь 5, первый и второй регистры 6 и 7, блок 8 обработки результатов контроля, блоки 9 регистрации, 10 иидкнацни и 11 звуковой сигнализации, олок 12 управления, переключатель 13, егоразмыкающий 14 и замыкающий 15 контакты, блок 16 контроля изоляции, резисторы 17-19, компаратор 20.

Кроме того, устройство содержит

0 усилитель 21 и -узел 22 масилтабирования (фиг. 2); элемент 23 сравнения, элемент ИЛИ 24 и узел 25 вентилей (фиг. 3); задающий генератор 26, формирователь 27 тактовых импульсов, счетчик 28, дешифратор 29, элемент И 30, узел 31 элементов И, загшкающий ключ 32, первый и второй индикаторы 33 и 34 и переменный резистор 35 (фиг. 4).

0 Система централизованного контроля параметров имеет два режима работы - режим контроля парметров и режим контроля изоляции. Выбор режима осуществляется блоком 12. по про-

5 грамме или вручную, при установлении режима контроля параметров блок 12 подает команды на задатчик 2, который формирует необходимое поле допуска в аналоговом коде. Значения

д сформированной уставки через коммутатор 3, контакт 15 и блок 4 посту- . пают на вход аналого-цифрового преобразователя 5, измеряются и записываются в. регистр 6. Далее блок 12 через коммутатор 3, контакт 15 и

5 преобразователь 4 поочередно подключает датчики 1 к аналого-цифровому преобразователю 5, где происходит измерение, результат которого записывается в регистр 7. После каждого

0 измерения контролируемого параметра производится сравнение его с измеренным ранее полем допуска в блоке 8 и вывод результата на блоки 9-11, За счет формирования уставки с помощью канала измерения в системе осуществляется компенсация ошибок этого канала при проведении сравнения контролируемого параметра с полем допуска. Суммарная ошибка равна погрешности источника эталонных параметров, которая при современном развитии техники может быть достаточно малой при ограниченных затратах для большинства физических величин.

При установлении режима контроля изоляции выход коммутатора 3 отклю-. чается контактом 15 от входа преобразователя 5 и подключается конf. тактом 14 на вход блока 16. При уменьшении. сопротивления изоляции датчика/ подключенного коммутатором к блоку 16 и являющегося четвертым плечом Измерительного моста этого блока, до величины меньшей допустимой

с выхода компаратора 20 поступает

сигнал понижения из.оляции на блок 8. В блоках 9-11 сигнализируется и регистрируется факт понижения изоляции с указанием адреса датчика у которого обнаружена пониженная изоляция.

Блок 4 может иметь различную техническую реализацию, в зависимости от типа датчика, используемого участка его характеристики и т.д. На фиг. 2 представлена схема блока группового функционального преобразователя для случая, когда датчиками являются термоэлектрические термометры (термопары). Блок состоит из нормирующего усилителя 21 и узла Л1 масштабирования. Блок работает следующим образом.

Подлежащая измерению ЭДС термопары через коммутатор 3 фиг. 1) поступает на вход усилителя 21, где приводится к нормированному виду . (О - 10В}. и затем подается на вход блока 22, где в соответствии с градуировочной характеристикой датчика преобразуется в напряжение, значение которого соответствует размерности температуры.

С выхода блока 22 сигнал поступает на вход преобразователя 5 (фиг.1)

.Блок 8 работает следующим образом. В режиме контроля параметров результат измерения параметра датчика 1 выставляется в коде на один из входов элемента 23, на другой вход которого поступает код результата измерения параметра задатчика 2, записанный в регистре 6. При превышении результата измерения параметра контролируемого датчика над результатом измерения параметра эталонного источника (уставкой) на выходе элемента 23 появляется сигнал отклонения, который через элемент ИЛИ 24 поступает на блок 11 и открывает вейтили узла 25 для прохождения кода адреса контролируемого датчика, поступающего от блока 12. Код адреса проходит на блоки, 9 регистрации и 10 индикации. В режиме контроля изоляции сигнал отклонения формируется на выходе компаратора 20 и поступает на вход элемента ИЛИ 24. Сигнал отклонения проходит через элемент ИЛИ 24 и Далее работа блока аналогична вышеописанному.

Таким образом, в режиме контроля параметров на блоки 9 регистрации и 10 индикации из блока 8 подается код сщреса датчика, парс1метр которого превышает уставку, а в режиме конроля изоляции - код адреса датчика, имеющего нарушенную изоляцию. На блок 11 звуковой сигнализации в обоих режимах подается сигнал отклонения.

Блок 12 работает следующем образом. Импульсы с выхода генератора 26

поступают на вход формирователя 27, представляющего собой, например, 5-разрядный сдвиговый регистр. Нулевое состояние регистра является нейтральным. Первое состояние регистра является. 1-м тактом, меняющим состояние счетчика 28, 2-ft такт используется как синхронизирующий для запуска аналого-цифрового преобразователя 5 (не показано).

0

3-й такт со сдвигового регистра поступает на вход записи регистра 7 для записи в него результата измерения параметра контролируемого датчика. По 4-му такту код адреса

5 контролируемого датчика от счетчика 28 через узел элементов И 31 поступает на вход блока 8 (фиг. 1). Кроме того, код адреса датчика поступает на управление ключами коммутатора 3, а также на входы дешифратора 29,

0 на выходе которого выделяется начальное состояние счетчика 28, при котором в системе производится измерение параметра задатчика 2 (т.е. формирование уставки), При этом

5 3-й такт с выхода формирователя 27 через элемент И 30 проходит на вход записи регистра 6 (фиг. 1).

Ключом 32 оператор может подать напряжение на обмотку реле, пред0ставляющего собой переключатель 13. При этом устройство перейдет в режим контроля изоляции, что отразится на .индикаторе 34.

В случае, если датчиками 1 в сис5теме являются термоэлектрические термометры (термопары), то в качестве источника эталонных параметров может служить преци зионный переменный резистор 5, .нЖ котором опера0тор может зсщавать желаемую уставку, при этом значение резистора 35 фиксируется каким-либо (электрическим, электромеханическим и т.п.) индикатором 33 уставки.

5

Отличительные признаки изобретения позволяют достигнуть увеличения полноты контроля, так как обеспечивают контроль дополнительного параметра - сопротивления изоляции.

50

Формула изобретения

1. Устройство для централизованного контроля параметров, содержаще

55 блок преобразователей и блок управления, первый выход которого подключен через задатчик уставок к первому входу коммутатора, второй выход - к второму входу коммутатора,

60 третий ВЫХ.ОД - к первому входу «первого регистра, четвертый выход к первому входу второго регистра, пятый выход - к первому . входу блока обработки результатов контроля, выходы которого

соединены с входами блоков регистрации, звуковой сигнализации и индикации соответственно, а второй и третий входы - с выходами первого и второго регистров соответственно, вторые входы которых подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя, группа входов коммутатора является группой входов устройства, отличающееся тем, что, с целью увеличения полноты контроля, устройство содержит блок контроля изоляции датчиков и переключатель, вход которого соединен с шестым, выходом блока управления, выход коммутатора через последоватеп но соединенные раз№1кающий контакт переключателя и блок преобразователей подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, а через замыкгиощий контакт переключателя - к входу блока контроля изоляции, выход КОТОРОГО соединен с четвертым входом рлока обработки результатов контроля

2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что блок упpaвJ5eния содержит последовательно соединенные задающий генератор/ формирователь тактовых импульсов, счетчик, дешифратор и элемент И, вьакод которого является третьим выходом блока, второй выход формирователя тактовых импульсов соединен с вторым бходом элемента И и с четвертым выходом блока, третий вы9{од с первым входом узла .элементов И,

выход счетчика является вторым выходом блока и соединен с вторым входом узла элементов И, выход которого является пятым выходом блока, шина питания положительного потенциала через переменный резистор соединена с шиной нулевого потенциала и с первым входом первого индикатора, а через замыкающий ключ - с шестым выходом блока и с входом второго ий0 дикатора, подвижный контакт переменного резистора соединен с вторым входом первого индикатора и является первым входом блока.

3. Устройство по п.1, о т л и 5 чающееся тем, что блок обработки результатов контроля содержит элемент сравнения, входы которого являются вторым и третьим входами блока соответственно, выход соедиQ нен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого является четвертым входом блока,, а выход соединен с первьм входом узла вентилей, второй вход которого является первым входом блока, выходы элемента ИЛИ и узла вентилей являются соответствующими выходами блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

д1 1. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы. М., Энергия, 1974, с, 206.

2. Авторское свидетельство СССР 607190, кл. G 05 В 23/02, 1975 (прототип) .