Устройство для контроля состояния объекта Советский патент 1983 года по МПК G05B23/02 G06F17/00 

(5) УСТРОЙСТВО для КОНТРОЛЯ состояния ОБЪЕКТА

Изобретение относится к дискретно автоматике и может быть использовано в автоматизированных и автоматических системах контроля и управления техническими объектами, в частности, для управления производством волочения, проката в сварочном производстве. Известно устройство для контроля состояния объекта, содержащее элемент памяти, элемент И, генератор эталонных по частоте импульсов, счет чик импульсов, счетным входом соединенный с выходом элемента И, входы которого соединены с выходами олемента памяти и генератора импульсов, программируемый коммутатор и сумматор, .входами соединенные с вых() счетчика, второй элемент И, входа 1и соединенный с выходами коммутатора, а выходом со входом элемента плмяти, и формирователь сигналов, входом соединенный с выходом второго элемента И, выходом - со входом cyiwaтора. Это устройство обеспечивает кЬнтроль состояния объекта и регистрацию результатов контроля с .учетом изменяющихся в процессе производства факторов СО Недостатками этого устройства являются слабая помехозащищенность и низкая достоверность результата. Наиболее близк 1м по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для контроля состояния объекта, содержащее первый генератор импульсов, первый регистр сдвига, входом соединенный .с выходом генератора импульсов, первый элемент И, первый и .второй элементы памяти, матрицу элементов ИЛИ-ИЕ, э/1емент НЕ, матрицы элементов И, первый и второй элементы ИЛИ, нторой генератор импульсов, второй и третий регистры сдвига, блок индикации. В нем элементы И матриц первыми 39 входами соединены непосредственно че рез элемент НЕ и элементы ИЛИ-ИЕ с датчиками, а втбрыми входами - с вы хоДами регистра сдвига, а выходами через элементы ИЛИ и формирователь импульса - с соответствующими иходами элементов памяти, выход перного элемента памяти соединен с сигнальным входом второго регистра па/Шти, а его выходы соединены со входами блоков индикации непосредственно или через третий элемент И1И, третий регистр сдвига входами соединен с выхо дом младшего разряда второго рсгист|ра сдвига и с выходом второго генера тора импульсов, а выходами - с соответствующими входами второго регистра сдвига С 2j.. Известное устройство обеспечивает передачу информации о состоянии контролируемого объекта как до аварийной ситуации, так и в состоянии аварии, однако оно обладает низкой точностью в работе, что вызвано значительной сложностью обеспечить синх ;ронность его полукомплектов, и недвстаточной помехоустойчивостью. Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости устройства. Эта цель достигается тем, что в устройство для контроля состояния объекта, содержащее первый регистр сдвига, управляющий вход которого соединен с выходом первого генератора эталонной частоты, первый элемент памяти, подключенный единичным выходом ко входу первого формирователя импульсоа, второй регистр сдвига, второй элемент памяти, второй генера тор эталонной частоты, первые элементы И и ИЛ1,и вторые элементы И, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом бло ка датчиков состояния объекта, второй вход - с выходом соответствующего разряда третьего регистра сдвига, а выход - со входом блока управления объектом через второй элемент ИЛИ, введены блок формирования временных интервалов, элемент задержки, нторой и третий формирователи импульса, три элемента И и программный коммутатор, входы которого соединены с выходами старших разрядов первого регистра сдвига, а выход - с нулевым входом первого элeмeнfa памяти, подключенно го единичным входом к выходу младшег 67 разряда первого регистра сдвига, а единичным выходом через элемент задержки - к первому входу третьего элемента И, соединенного вторым входом и выходом соответственно с выходом второго генератора эталонной частоты и с управляющим входом третьего регистра сдвига, вход сброса которого подключен через второй формирователь импульса к выходу первого элемпнта НЛИ, соединенного первым входом с выходом четвертого элемента И, а вторым входом - с выходом младиего разряда второго регистра сдвига, с нулевым входом второго элемента памяти и с запускающим входом блока формирования временных интервалов, тактовый вход которого подключен к выходу второго генератора эталонной частоты, первый вход - к первым входам первого и пятого элементов И и через третий формирователь импульса - к входу сброса второго регистра сдвига, |а второй выход - к первому вхо/;у вертого элемента И, связанного вторым входом с выходом переполнения второго регистра сдвига, подсоединенного управляющим входом к выходу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого Оорми рователя импульса, причем единичный, выход второго элемента памяти соединен с третьим входом каждого второго элемента И, а единичный вход с выходом пятого элемента И, подключенного вторым входом к выходу старшего разряда второго регистра сдвига к блоку формирования временных интервалов, вторым входом с выходом переполнения второго регистра сдвига, а выходом с первым входом первого элемента ИЛИ, третий формирователь импульса, входом соединенный с первым выходом блока формирования временных интервалов, а выходом - со входом Сброса второго регистра сдвига, и пятый элемент И, первым входом соединенный с первым выходом блока формирования временных интервалов, вторым входом с выходом старшего разряда второго регистра сдвига, а выходом - с единичным входом второго элемента памяти, единичный выход которого соединен с третьими входами вторых элементов И. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы. Устройство содержит первый генера тор 1 эталонной частоты, первый, регистр 2 сдвига, управляющим входом соединенный с выходом генератора 1, программный коммутатор 3, .входами соединенный с выходами регистра 2, первый элемент k памяти, нулевым вхо дом соединенный с выходом коммутатора 3, а единичным входом - с миадшим разрядом регистра 2, второй генератор 5 эталонной частоты, первый формировдтель 6 импульса и элемент 7 задержки, входаг «1 соединенные с единичным.выходом элемента4 памяти, блок 8 формировани) временных интервалов, тактовым входом соединенный с выходом генератора 5 первый элемент И 9, первым входом соединенный с первым выходом блока 8 формировани временных интервалов, а вторым входом - с выходом формирователя 6 импульса, второй регистр 10 сдвига, входом управления соединенный t выходом элемента И 9 а выходом нладшего разряда - с запускающим оходом блока 8 формирования временных ийт валов, второй эле1мент 11 памяти, нулевым входом соединённый с выходом младшего разряда регистра 2, блок 12 датчиков состояния объекта, третий регистр 13 сдвига, вторые элементы И , первыми входами соединенные с выходами блока 12 датчиков, вторым входами - с соответствующими выходами регистра 13, а третьими входами с единичным выходом элемента ппмяти 11, третий элемент И 15, первым входом соединенный с выходом элемента 7 задержки, вторым входом - с выходом генератора 5, а выходом - с управляющим входом регистра 13, четвертый элемент И 16, первым входом соединенный со вторым выходом блока формирования временных интервалов, а вторым входом - с выходом переполнения регистра 10,первый элемент ИЛИ 17, первым входом соединенный с выходом элемента И 1б, а вторым входом - с. выходом младшего разряда регистра 10 второй формирователь 18 импульса,вхо.дом соединенный с выходом элемента ИЛИ 17, а выходом - со входом сбр са регистра 13 третий формиронатель. 19 импульса, входом соединенный с первым выходом блока 8, а выходом со входом сброса регистра 10, пятый элемент И 20, первым входом соединен ный с первым выходом блока 8 формиро вания интервалов, вторым входом -с выВЫХОДОМ старшего разряда регистра 10, а выходом - с единичным входом элемента 11 памяти, второй элемент HJW 21, входами соединенный с выходами элементов И 1, и блок 22 управления объектом, входом соединенный с выходом эле мента ИЛИ 21. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии все регистры и элементы памяти обнулены, а элементы И закрыты. Коммутатором 3 программируется допустимей режим работы объекта О, параметр которого контролируется устройством, при этом в зависимости от состояния ксмцмутатора 3 нулевой вход элемента k памяти соединен с тем ипл иным сигнальным выходом регистра 2, что определяет уставку, т.е. длительность импульсов на единичном выходе элемента k памяти, их период следования определяется произведением периода следования эталонные импульсов с генератора 1 на число разрядов регистра 2. С выхода элемента 5 по каналу связи) иМпульсы поступают на элемент И 9 через формирователь 6 и на элемент И 15 через элемент 7 задержки. При открытых элементах И 9 и И 15 регистрами 10 и 13 подсчитываются импульсы соответственно с выходов элемента памяти и генератора 5« С каждым сообщением из канала связи: на управляющий вход регистра 13 по- , ступает число импульсов, опредвляе1юд разностью от деления длительности импульса на выходе элемента k на период следования импульсов генератора 5. Элемент И 9 высоким потенциалом с первого выхода блока 8 открыт, импульсы с выхода формирователя 6 через элемент И 9 поступают на управляющий вход регистра 10, где происходит сдвиг информации каждым импульсом на один разряд. При переносе из нулевого разряда единицы регистра 10 в его первый разряд блок 8 запускается через первый элемент ИЛИ 17 и фор 1рователь 18 в регистр ТЗ обнуляете, п элемент 11 переводится в нулевое состояние. К моменту обнуления регистра 13, с учетом задержки элементом 7. в регистре 13 фиксируется число импульсов, пропорциональное длительности сигнала уставки в канале зи, и регистр 10 фиксирует несколько сообщений из канала связи, по числу разрядов, кроме нулевого и старшего, т.е. если, например, регистр 10 со9держит пять разрядов, то по трем сообщениям, причем если, эти три сообще ния пришли за период времени, опреде ляемый блокр 8, если же это условие нарушено, т.е. при числе сообщений в единицу времени, большем или меньшем заданного, регистр 13 обнуляется с приходом импульса ср старшего разряда регистра 10, а управляющий контро лируемый объектом сигнал не вырабаты в.ается. При выполнении условия поступления заданного числа сообщений из передающей (узлы 1, 2, 3 части устройства в его приемную) V узлы 5 6,...,22 часть за проме ;(уток времени, определяемый блоком 8, в регистре 13 будет накоплена инеюрмация, соответствующая усредненному значению уставки, на контролируемый параметр, причем к заданному моменту времени на первом выходе блока 8 ус тановлен высокий потенциал и импульсом ср старшего разряда регистра 10, через элемент И 20 и элемент 11 уста навливается в единичное состояние, на его единичном выходе устанавливается высокий потенциал и все элементы И по третьему входу подготовлены к открыванию, но к этому моменту времени только на одном из элементов И И по второму входу будет высокий потенциал, который определяется суммарным сообщением, зафиксированным в регистре 13, и на ряде первых входов элементов И 14 будет высокий потенциал, он определяется сработавшими датчиками блока 12. При условии превыиения контролируемой величины параметра допуску один из элементов И 14 открывается, на его выходе устанавливаетея высокий потенциал, который через Ьлемент ИЛИ 21 и блок 22 объектом О затормаживает ( усиливает стимулирование контролируемого процесса. По достижении объектом О заданного темпа процесса все элементы И 14 оказываются закрытыми, на их выходах устанавливаются низкие потенциалы и блок 22 стимулирующе-затормаживающее влияние на объект О прекращает. Предлагаемое устройство обеспечивает приспособляемость системы объект управления - устройство контроля и управления изменяющимся условиям ограничения на крнтролируемый параметр при повышении его точности и помехоустойчивости. 78 Формула изобретения Устройство для контроля состояния объекта, содержащее первый регистр сдвига, управляющий вход которого соединен с выхРдом первого генератора эталонной частоты, первый элемент памяти, подключенный единичным выходом ко входу первого формирователя импульса, второй регистр сдвига, второй элемент памяти, второй генератор эталонной частоты, первые элементы И и ИЛИ и вторые элементы И, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом блока датчиков состояния объекта, второй вход - с выходом соответствующего разряда третьего регистра сдвига, а выход - со входом блока управления объектом через второй элемент ИЛИ, о тл и чающееся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости устройства, .в него введены блок формирования временных интервалов, элемент задержки, второй и третий формирователи импульса три элемента И и программный коммутатор, входы которого соединены с выходами старших разрядов первого регистра сдвига, а выход - с нулевым входом первого элемента памяти, подключенного единичным входом к выходу младшего разряда первого регистра сдвига, а единичным выходом через элемент задержки - к первому входу третьего элемента И, соединенного вторым входом и выходом соответственно с выхо дом второго генератора эталонной частоты и с управляющим входом третьего регистра сдвига, вход сброса которого подключен через второй с.юрмирователь импульса к выходу первого элемента ИЛИ, соединенного перным входом с выходом четвертого элемента И, а вторым входом - с выходом младшего разряда второго регистра сдвига, с нулевым входом второго элемента памяти и с запускающим входом блока формирования временных интервалов, тактовый вход которого подключен к выходу втРрого генератора эталонной частоты, первый вход - ic первым Входам первого и пятого элементов И и через третий формирователь импульса - к входу сброса вторрго регистра сдвига, а второй выход - к первому входу четвертого элемента И, соязанного вторым входом с выходом переполнения второго регистра сдвига.

подсоединенного управляющим входом к выходу первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого формирователя импульса, причем, единичный выход второго элемента памяти соединен с третьим входом каждого второго элемента И, а единичный вход - с выходом пятого элемента И подключенного вторым входом к выходу

старшего разряда второго регистра сдвига.

Источники информации, принятые во внимание при 3KcrieptM3e

G05 В 23/02, 1977 (прототип).