Устройство для контроля параметров объекта

Устройство для контроля параметров объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТА, содержащее первый коммутатор, соединенный входами с . датчиками контролируемых параметров, первьй счетчик,подключенный входом к выходу первого коммутатора, триггер , элемент И, подключенный одним входом к выходу генератора тактовых импульсов, а другим входом - к выходу триггера, второй коммутатор, выходы которого соединены со счетными входами п вторых счетчиков, где п число исполнительных элементов, а также блок начальной установки, выход которого через элемент ИЛИ соеди О тригнен с входами установки в tt. п гера,, вход установки в 1 которого соединен с входом запуска устройства , отличающее ся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, в него введены п блоков приемных регистров , причем информационные входы первого счетчика соединены с выходами первого коммутатора, управляющий вход - с выходом триггера, вход вычитания - с выходом элемента И, а выход переноса - с вторым входом элемента ИЛИ, информационные и синхронизирунщие входы, а также выход сброса каждого блока приемных регистров подключены соответственно к выходам , счетному входу и входу сброса одного из вторых счетчиков, первые адресные входы устройст1ва соединены с адресными входами первого ko коммутатора, вторые адресные входы с адресными входами второго коммутатора , а выходы - с выходами блоков приемных регистров. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что каждый блок приемных регистров содержит последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов и элемент ИЛИ-НЕ, формирователь импульсов на9д 4 чальной установки и регистр, информационные входы которого являются информационными входами блока, управа -лякщий вход соединен с вторым выхо: ДОМ формирователя тактовых импульсов , а вход сброса - с выходом формирователя импульсов начальной установки и вторым ходом элемента ИПИ-НЕ, йодклкиенного выходом к выходу сброса блока.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) () )) 4()) G 05 В 23/02 ф(Р (pygmy,"ö

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) 3673526/24-24 (22) 16. 12.83 (46) 30.06.85. Бюл. № 24 (72) К.И. Палк, Л.Б. Спектор и Г.Д. Цыбульский (71) Особое конструкторское бюро станкостроения (53) 621.503,35(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 328528, кл. С 06 F 15/46, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 542176, кл. G 05 В 23/02, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР № 697979, кл. G 05 В 23/02, 1978 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТР0В ОБЪЕКТА, содержащее первый коммутатор, соединенный входами с датчиками контролируемых параметров, первый счетчик, подключенный входом к выходу первого коммутатора, триггер, элемент И, подключенный одним входом к выходу генератора тактовых импульсов, а другим входом — к выходу триггера, второй коммутатор, выходы которого соединены со счетными входами и вторых счетчиков, где пчисло исполнительных элементов, а также блок начальной установки, выход которого через элемент ИПИ соединен с входами установки в "0" триггера, вход установки в "1" которого соединен с входом запуска устройства, отличающее с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, в него введены и блоков приемных регистров, причем информационные входы первого счетчика соединены с выходами первого коммутатора, управляющий вход — с выходом триггера, вход вычитания — с выходом элемента И, а выход переноса — с вторым входом элемента ИЛИ, информационные и синхронизирунмцие входы, а также выход сброса каждого блока приемных регистров подключены соответственно к выходам, счетному входу и входу сброса одного из вторых счетчиков, первые адресные входы устройства соединены с адресными входами первого коммутатора, вторые адресные входы— с адресными входами второго коммутатора, а выходы — с выходами блоков приемных регистров.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый блок приемных регистров содержит последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов и элемент

ИЛИ-НЕ, формирователь импульсов начальной установки и регистр, информационные входы которого являются информационными входами блока, управляющий вход соединен с вторым выходом формирователя тактовых импульсов, а вход сброса — с выходом формирователя импульсов начальной уста- .

Йавки и вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, подключенного выходом к выходу сбро са блока.

1164670

Изобретение относится к автоматизации диспетчерского контроля производственных процессов и может быть использовано в автоматизированных системах контроля и управления тех- 5 нологическими процессами и производствам.

Известно устройство для автоматического контроля параметров, содержащее блок электрических воздействий,1О блок индикации, блок последовательной коммутации датчиков, соединенный с датчиками пультом и блоком

"I 4 измерений, последовательно соединечные блок программы, дешифратор ко манд, блок оперативной памяти и управляемый коммутатор, а также блок синхронизации. Управляющие входы бло-. ка программы и блока оперативной памяти подключены к пульту. Выходы 20 блока синхронизации соединены с командньыи входами блока програьачы, дешифратора команд и оперативной памяти. Управляемый коммутатор связан с блоком электрических воздействий и блоком измерений. Один выход блока измерений соединен с управляющим входом блока программы, а другой— с первым входом блока индикации, второй вход которого подключен к вы- 30 ходу управляемого коммутатора.

Контролируемые датчики через блок последовательной коммутации подключены к блоку измерений, где происходит сравнение значения контролируемого параметра, поступающего с датчика, с заданным в блоке программы значением этого параметра. В случае нахождения параметра в поле заданного допуска устройство переходит к контролю следующего параметра; в случае выхода из поля допуска на блок индикации выдается адрес контролируемого датчика Г11 . е

Недостатком известного устройства 4 является сложность используемых функций блоков, а, следовательно, сложность самого устройства. Это исключает их применение для переноса числовых значений контролируемых И параметров в рассредоточенные управляка ие вычислительные комплексы, индикации и регистрации их на нескольких операторских пунктах производственной диспетчерской системы М по вызову и по заданной программе.

В данном случае для этого необходимо применять кроме специальных коммутаторов и дополнительных согласующих устройств большое число многожильных кабелей.

Известно также устройство для контроля параметров объектов, содержащее выходные регистры, датчики контролируемых параметров, соединенные через входные регистры, счетные входы которых подключены к выходам первого коммутатора, с входами первого элемента ИЛИ, и управляющие триггеры, соединенные с выходом генератора импульсов, а также второй коммутатор, дополнительный регистр и второй элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам ключевых элементов, а выход — к входу первого коммутатора непосредственно и через дополнительный регистр— к нулевому входу первого управляющего триггера, причем выход первого ключевого элемента через второй коммутатор соединен со счетными входами выходных регистров, а выход первого элемента ИЛИ вЂ” с единичными входами управляющих триггеров.

Кодовая информация с датчика поступает на соответствующий входной регистр. Далее эта информация в виде числа импульсов поступает в дополнительный регистр. Затем информация иэ дополнительного регистра в виде числа импульсов поступает в выходной регистр $2j .

Недостатком данного устройства является низкая надежность, так как возможно искажение информации при передаче, потому что во время ее переноса от датчика возможно поступление новых данных. Кроме того, дан" ное устройство обладает чизким быстродействием и низкой помехозащищенностью, так как одна и та же информация переносится от датчика сначала в дополнительный регистр, а затей из этого регистра на вход приемного устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее датчики конт° ролируемых параметров, соединенные через первые регистры, первый коммутатор и элементы совпадения с разрядными входами четвертого регистра, вход обнуления которого соединен с выходом второго регистра, а выход - с нулевым входом первого и единичным входом второго тригге1164670 ров, инверсные выходы соединены с входам элементов совпадения, а пря.мые выходы — с управляющими входами ключевых элементов, генератор тактовых импульсов, выход которого через один из ключевых элементов подклюа чен к первому входу. схемы ИЛИ, а через другой ключевой элемент— к входу второго коммутатора и второ му входу схемы ИЛИ, выход которой связан со счетными входами второго и четвертого регистров, а выходы второго коммутатора — с входами третьих регистров.

В процессе работы информация с того датчика, из которого требуется переписать информацию, переносится параллельно в четвертый регистр.

По поступлении на устройство сигнала "Запуск" импульсы от генератора поступают на счетные входы четвертого и второго регистров одновременно.

В момент появления сигнала переполнения четвертого регистра импульсы начинают поступать, кроме того, на тот из числа третьих регистров, в который необходимо перенести информацию.

По сигналу переполнения второго регистра прохождение импульсов от генератора на выбранный третий регистр прекращается, и в этот момент в нем

30 оказывается записанным тот код, ко торый присутствовал на входе заданного датчика в момент поступления сигнала "Запуск" (3) .

Однако данное устройство обладает З5 низким быстродействием из-за наличия двух последовательных переносов одной и той же информации (сначала из входного регистра в промежуточный, а затем из промежуточного в выход40 ной), а также низкой надежностью, так как вероятность прохождения помехи существует как при первом, так и при втором последовательном переносе информации.

Целью. изобретения .является повы °, шение быстродействия и надежности устройства.

Поставленная цель достигается 50 тем, что в устройство для контроля параметров объекта, содержащее первый коммутатор, соединенный входами с датчиками контролируемых параметров, первый счетчик, входом подклю-,М ченный к выходу первого коммутатора, триггер, элемент И, подключенный одним входом к выходу генератора тактовых импульсов, а другим входом— к выходу триггера, второй коммутатор, выходы которого соединены со счетными входами и вторых счетчиков, где и — число исполнительных элементов, а также блок начальной установки, выход которого через элемент ИЛИ соединен с входом установки в "О" триггера, вход установки в 1" которого соединен с входом записи устройства, введены и блоков приемных регистров, причем информационные входы первого счеТчика соединены с выходами первого коммутатора, управляющий вход— с выходом триггера, вход вычитания— с выходом элемента И, а выход переноса — с вторым входом элемента ИЛИ информационные и синхронизирукщие

) входы, а также выход сброса каждого блока приемных регистров подключены соответственно к выходам, счетному входу и входу сброса одного из вторых счетчиков, первые .адресные входы устройства соединены с адресными входами первого коммутатора, вторые адресные входы — с адресными входами второго коммутатора, а выходы— с выходами блоков приемных регистров.

Каждый блок приемных регистров, содержит последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов и элемент ИЛИ-НЕ, формирователь импульсов начальной установки и регистр

) информационные входы которого являются информационными входами блока, управляющий вход соединен с вторым выходом формирователя тактовых импульсов, а вход сброса — с выходом формирователя импульсов начальной установки и вторым входом элемента

ИПИ-НЕ, выходом подключенного к выходу сброса блока.

Такое выполнение устройства обеспечивает повышение его быстродействия и надежности за счет исключения одной операции в последовательном переносе информации (т.е. информация переносится из входного регистра в выходной, минуя промежуточный} от любого наперед выбранного датчика на любой наперед выбранный приемник.

На фиг. 1 приведена структурная .схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема блока приемных регистров; на фиг. 3 — временные диграммы сигналов в. устройстве.

1164670

Устройство содержит датчики 1 контролируемьп" параметров, первый коммутатор 2, первые адресные входы

3, первый счетчик 4, элемент ИЛИ 5, блок б начальной установки, триггер 7, вход 8 запуска, элемент И 9 генератор 10 тактовых импульсов, второй коммутатор 11, вторые адресные входы 12, вторые счетчики 13 и блоки 14 приемных регистров. 10

Каждый блок 14 приемных регистров содержит формирователь 15 тактовых импульсов, регистр 16, элемент

ИЛИ-НЕ 17, а также формирователь 18 импульсов начальной установки, фор- 15 мирователи 19 и 20.

В качестве датчиков 1 могут быть использованы любые датчики, имеющие на выходе двоичный или двоично-десятичный код (например аналого-цифро- 20 вые преобразователи„ счетчики импульсов, электромагниты, программные переключатели).

Первый коммутатор 2 предназначен для коммутации на информационные 25 входы счетчика 4 информации с выходов . того датчика 1, адрес которого присутствует на перьых адресных входах 3 устройства„ Число входов коммутатора 2 равно суммарному числу выходов датчиков 1. Число адресных входов коммутатора 2 (разрядность шины 3) определяется числом датчиков 1, Число выходов коммутатора 2 равно числу выходов того из датчиков 1, который

35 имеет наибольшее их число.

Счетчик 4 представляет собой двои тный счетчик, работающий на вычитание, Число информационных входов и разрядность счетчика 4 равны числу выходов коммутатора 2, Триггер 7 представляет собой

D--триггер, имеющий вход установки в нуль, причем указанный вход облада- 5 ет наивысшим приоритетом. Вход установки в единицу триггера 7 является синхровходом Э-триггера, а на информационном входе D-триггера зафиксирован уровень логической единицы, Таким образом, вход установки в нуль триггера 7 имеет приоритет перед входом установки в единицу, Это необходимо для того„ чтобы исключить неопределенность состояния триггера 7, ко% торая может возникнуть в результате одновременного поступления сигналов на оба входа этого триггера. б

Генератор 10 тактовых импульсов предназначен для формирования тактовой последовательности в виде прямоугол. ьы импульсов со скважностью два.

Частота следования импульсов выбирается в :ависимости от числа входов и выходов и требуемого быстродействия устройства.

Второй коммутатор 11 предназначен для коммутации информации с выхода элемента И 9 на входы тех из вторых счетчиков 13 и блоков 14 приемных регистров, адреса ;: которых присутствуют на шине 12.

Число выходов коммутаторов 11 равно числу счетчиков 13 и блоков 14 и равно числу групп выходов устройства.

Количество групп выходов равно количеству приемников, которые могут быть подключены к выходам устройс1ва, В качестве приемников могут быть использованы любые устройства, принимающие двоичные или двоично-десятичные коды (например дисплей, светодиоды, реле, электромагниты).

Число выходов в каждой группе выходов устройства равно разрядности рого приемника, который подключен к данной группе выходов,Число адресных входов коммутаторов 1 1 (разрядность шины 12) определяется числом счетчиков 13 и блоков 14.

Входы 8 и 12 предназначены для передачи двоичной информации от системы управления к предлагаемому устройству . В качестве системы управления могут быть использованы УЧПУ, управляющая ЭВМ, диспетчерский пульт.

Формирователь 15 тактовых импульсов предназначен для формирования импульсов заданной длительности по передним фронтам импульсов, поступающих на его вход, пррчем импульсы на выходах этого формирователя формируются уровнем логического нуля.

Формирователь 15 тактовых импульсов формирует на своем втором выходе импульсы длительностью, большей на время, чем период Т следования импульсов тактовой последовательности генератора 10, а на первом выходе— импульсы длительностью о, где r выбйрается исходя из требуемого быстро- действия устройства.

Каждый счетчик 13 представляет собой двоичный счетчик, работающий.7 1164 на сложение. Число разрядов счетчика 13 равно числу выходов того бло- ка 14, .с которым он связан.

Регистр 16 предназначен для хранения выходной информации и представ- 5 ляет собой набор D-триггеров, име- кицих раздельные информационные входы и общие управляющие входы и входы сброса. Число информационных входов регистра 16 равно числу его выходов 10 и числу выходов счетчика -13.

Блок 6 начальной установки и фор,мирователь 18 импульсов начальной установки, входящий в блок 14, выпол, нены по однотипной схеме и служат 15

I для формирования импульсов обнуления триггера 7 и реестра 16 соответственно при подаче напряжения питания на устройство: Длительность этих импульсов выбирается исходя иэ тле-. 20 буемого быстродействия устройства.

Блок 6 и формирователь 18 форми-. руют импульс логическим нулем.

Устройство работает следукицим образом. 25

При подаче на устройство питающего напряжения блок 6 вырабатывает импульс, который через элемент ИЛИ 5 поступает на вход установки в нуль триггера 7 и фиксирует на его выхо де уровень логического нуля, что обусловливает режим предустановки счетчика 4 и запрещает прохоЖдение импульсов, вырабатываемых генератором 10, на выход элемента И 9.

Кроме того, формирователь импульсов начальной установки при подаче напряжения питания на устройство вырабатывает импульс (фиг. 4а),. ко-. торый обнуляет регистр 16 (фиг. Зи,к) 0 и, пройдя через элемент ИПИ-НЕ 17 (фиг. Зе) на вход сброса счетчика 13, устанавливает его в нуль (фиг. Зе,.ж).

По истечении времени t< после момента подачи напряжения питания на 45 устройство на выходах блока 6 и.формирователя 18 устанавливается уровень логической единицы, после чего устройство готово к приему управляющих сигналов от системы управления. 50

Системой управления сначала зада,ется на входах 3 адрес той группы .датчиков 1, на которых присутствует требуемая информация, и на входах

12 адрес той группы выходов, на кото-55 рую требуется перенести эту информацию. При этом информация с первойгруппы датчиков 1 через коммутатор 2

670 8 поступает на информационные входы счетчика 4, поскольку счетчик 4 находится в режиме предустановки, то .в него записывается- двоичный код с датчиков 1.

Кроме того, второй коммутатор 11 соединяет выход элемента И 9 с входом того из блоков 14 и счетчиков

13, которым присвоен адрес, присутствующий на входах 12. .г

После этого система управления выдает на вход .8 запуска импульс °

Э котбрый фиксирует на выходе триггера 7 уровень логической единицы, что обусловливает режим счета счетчика 4 и разреыает прохождение импульсов с генератора.:10 через элемент И 9.

Импульсы с выхода элемента И 9 поступают на вход вычитания счетчика 4 и через коммутатор 11 — на;вход того из счетчиков 13 н блоков 14, адреса которых присутствуют на входах 12.

С каждым импульсом, поступающим на его счетный вход, счетчик 4 уменьшает свое содержимое на единицу до тех пор, пока все его разряды не станут равными нулю и на его выходе переноса не сформируется импульс переполнения счетчика 4 при счете на вычитание.

Импульс переполнения счетчика 4 при счете на вычитание с выхода переноса фиксирует уровень логического нуля на выходе триггера 7, что вновь запрещает прохождение импуль- сов от генератора 10 через элемент

И 9 и обусловливает режим предустановки счетчика 4.

По импульсам, которые прошли на счетный вход счетчика 13 и на вход блока 14, адреса которых присутствуют на входах 12, блок 14 формирует на cBQHx выходах на исполнительный элемент код того числа импуль-. сов, которые поступили на данный блок 14, через время Т + с момеита поступления переднего фронта по следнего из поступивших на этот блок 14 импульсов.

Таким образом, на группе выходов устройства, заданной системой управления, присутствует та информация, которая присутствовала на заданной системой управления группе входов устройства к моменту появления импульса на входе 8 запуска.

9 . 11646

Сформированный на какой-либо группе выходов код сохраняется до следующего обращения системы управления к данной группе выходов устрой- ства. 5

Через время Т с момента поступления импульса на входе 8 система управления .снимает коды адресов на входах 3 и 12.

Здесь время Т является временем, 10 необходимым устройству для передачи кода с заданного входа на заданный выход и определяется по формуле

То) Т12 + З

15 где К вЂ” десятичное значение максимально возможного кода из транслируемых устройством; .T. — перйод следования импульсов на выходе генератора 10; л 20 — длительность импульсов, Формируемых Формирователем 15 на своем первом выходе.

По окончании перечисленных операций любой другой параметр, выраженный в двоичном коде, может быть выведен в двоичном коде аналогично на нужное приемное устройство.

Рассмотрим работу счетчика 13 и блока 14 при поступлении на их входы трех импульсов с соответствующего З0 выхода коммутатора 11 (фиг. Зб). При этом по переднему фронту блока 14 на втором выходе формирователя 15 тактовых импульсов установится уровень логического нуля (фиг. Зв). 35

К моменту поступления этих импульсов счетчик 13 обнулен, а с поступлением очередного из них его содержи-. мое .увеличивается на единицу и, следовательно, по третьему импульсу на вы-40 ходах счетчика 13 зафиксируется код

"11" (фиг. Зе, ж).

Так;как после момента поступления . переднего фронта третьего импульса л I в течение времени Т + о четвертый им- 45 пульс не поступил, то формирователь

15 устанавливает на своем втором вы70 10 ходе уровень логической единицы. Это обусловливает перезапись информации с выходов счетчика 13 на выходы регистра 16, а также вццачу импульса на первом выходе формирователя 15. Импульс с первого выхода формирова11 еля

15 через элемент ИЛИ-НЕ 17 поступает на вход сброса счетчика 13, обнуляя его. Следовательно, на выходах регистра 16 присутствует двоичный код что соответствует числу импульсов, поступивших на вход блока 14.

Так как счетчик 13 обнулен, то блок

14 готов к приему новой информации.

Таким образом, информация в данном устройстве передается от какоголибо наперед заданного датчика к какому-либо наперед заданному приемнику с использованием только одного последовательного переноса информации, что позволяет повысить быстродействие предлагаемого устройства по сравнению с прототипом, а следовательно, и повысить надежность передачи информации устройством.

Предлагаемое устройство обеспечи,вает сокращение времени переноса дискретньм значений параметров от любого наперед. выбранного датчика на любой наперед выбранный приемник, что позволяет увеличить число датчиков и приемников, обслуживаемых этим устройством, или увеличить частоту обращения к каждому датчику, что в свою очередь позволяет приблизиться к регистрации мгновенных знамений параметров. Кроме того, обеспечивается повышение надежности переноса информации, что приобретает особое значение при наличии быстроменяющихся параметров какого-либо объекта, Возможность потери даже одного из таких параметров обусловливает необходимость многократного повторения циклов, что снижает оперативность процесса контроля..1 164670

1164670

0m1f

ONE,0

Составитель IO. Апарин

Техред Л.Микещ

Редактор И. Рыбченко

Корректор Л. Пилипенко

Подписное. Заказ 4755 Тираж 863

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4