Устройство для централизованного контроля параметров

Устройство для централизованного контроля параметров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров различных объектов. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет принудительного опроса каналов контроля, отклонение сигналов которых от номинальных значений отличается от максимального значения. Устройство для централизованного контроля параметров содержит датчики параметров, унифицирующие преобразователи 2, вычитатели 3, задатчик 4 номинальнь1х значений параметров , коммутаторы 7, 8, блоки 5, 6 выделения максимального отклонения параметра, деши( 9, три счетчика 10, 29 и 42, пять блоков сравнения 11, 14 - 17, два ключа 12, 13, задатчик 21 допустимых отклонений, аналого-ц1 фровой преобразователь 22, три элемента ИЛИ 18, 19, 30, пять элементов И 26-28, 45, 46, элемент НЕ 20, блок индикации 23, переключатель 40, компаратор 41, два триггера 25, 43, задатчик времени 44. За счет введения переключателя, блока сравнения кодов, задатчика времени, дополнительных счетчика, триггера и двух элементов И осуществляется принудительный опрос малоактивных каналов , что повьшает достоверность контроля и удобство использования информации потребителем. 1 ил. § сл 4 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„144471

А1 (д1) 4 С 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 4281 046/24-24 (22) 13. 07. 87 (46) 15. 12.88. Бюп. N - 46 (71) Ленинградский электротехнический институт. им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) E „H. Aíòoíþê и С. Н, Долинов (53) 681. 325 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 450955, кл. G 01 D 5/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Р 1151929, кл. С 05 В 23/02, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ ПАРАИЕТРОВ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров различных объектов. Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет принудительного опроса каналов контроля, отклонение сигналов которых от номинальных зна- . чений отличается от максимального .значения. Устройство для централизованного контроля параметров содержит датчики параметров, унифицирующие преобразователи 2, вычитатели 3, задатчик 4 номинальных значений параметров, коммутаторы 7, 8, блоки 5, 6 выделения максимального отклонения параметра, дешифратор 9, три счетчика 10, 29 и 42, пять блоков сравнения 11 14 — 17, два ключа 12, 13, задатчик 21 допустимых отклонений, аналого-цифровой преобразователь 22, три элемент а ИЛИ 1 8, 19, 30, пять элементов И 26-28, 45, 46, элемент

НЕ 20, блок индикации 23, переключатель 40, компаратор 41, два триггера 25, 43, задатчик времени 44. За счет введения переключателя, блока Е сравнения кодов, задатчика времени, дополнительных счетчика, триггера и двух элементов И осуществляется при- С нудительный опрос малоактивных каналов, что повышает достоверность контроля и удобство использования информации потребителем. 1 ил. 4ь вДь

144471 7! и ар аметро в, унифицирующие пр ео бр азователи 2, вычитатели 3, задатчик 4 номинальных значений параметров, первый 5 и второй 6 блоки выделения максимального отклонения параметра, первый 7 и второй 8 коммутаторы, дешифблок 11 сравнения, первый 12 и второй 13 ключи, третий 14, четвертый

15, первый 16 и второй 17 блоки сравнения, третий 18 и второй 19 элементы ИЛИ, элемент НЕ 20, задатчик 2 1 допустимых отклонений параметров, аналого-цифровой преобразователь 22,! блок 23 индикации, генератор 24 импульсов, первый триггер 25, первый

26, второй 27 и третий 28 элементы И, второй счетчик 29, первый элемент

ИЛИ 30. Блок сравнения 11 содержит инвертор 31, дифференциальный усилитель 32. В блоке индикации 23 на фиг. 1 обозначены регистр 33, первый и второй преобразователи кодов 34 и

35 (двоичного кода в двоично-десятичный код1, первый 36 и второй 37 дешифраторы, цифровые индикаторы 38 и усилители 39 индикации блока 23 индикации. Кроме того, устройство содержит переключатель 40, компаратор

41, третий счетчик 42, второй триггер 43, задатчик 44 времени, четвертый 45 и пятый 46 элементы И, Датчики 1 служат для преобразования технологических параметров в электрический сигнал. Преобразователи 2 служат для нормализации выходных сигналов датчиков. Вычитатели 3 предназначены для получения отклонения текущего значения параметра от номинального. Блок 5 служит для выделения максимального положительного отклонения параметра от номинального значения. В простейшем случае блок 5 представляет собой диодную сборку, число диодов в сборке равно числу каналов, причем аноды диодов соединены с соответствующими выходами вычитателей 3, а катоды диодов соединены между собой и с первым входом блока 11. Блок 6 служит для выделения максимального отрицательного отклонения параметра от номинального значения. В простейшем случае блок 6 представляет собой диодную сборку, число диодов в сборке равно числу каналов, причем катоды диодов соединены с соответствующими выходами вычитателя 3, а аноды диодов соединены

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть о использовано для контроля параметров р аз личных о бъ е кто в.

Целью изобретения является повыше5 ние достоверности контроля.

Цель достигается тем, что в уст- ратор 9, первый счетчик 10 пятый ройство для централизованного контроля параметров введены третий счетчик, 10 блок сравнения кодов, переключатель, четвертый и пятый элементы И, задатчик времени и второй триггер, первый выход которого соединен с первым входом переключателя, вторые входы кото- 15 рого подключены к выходам первого счетчика, третьи входы переключателя соединены с выходами третьего счетчика и с первыми входами блока сравнения кодов, вторые входы которого 20 соединены с вьгходами переключателя, входами первого дешифратора и первыми информационными входами блока индикации, выход блока сравнения кодов подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с входом третьего счетчика и первым входом задатчика времени„ второй вход которого подключен к первому входу генератора импульсов, третий вход ÇÎ блока сравнения кодов соединен с выходом третьего элемента И и первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к выходу задатчика времени, выход пятого элемента И соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй выход второго триггера соединен с вторым входом четвертого эле- щ мента И.

Каждый из вновь введенных блоков являетСя известным и применяется по своему назначению. Однако совокупность их с соответствукщими связя- 5 ки между собой и с устройством-прототипом является новой и определяется попожительный эффект от предложенного устройства в целом, а свойства его не совпадают со свойствами известных решений. Следовательно, предложенное устройство можно считать соответствующим критерию существенных отличии а

На чертеже представлена структурная схема устройства для централизованного контроля параметров.

Устройство для центрапизованного контроля параметров содержит датчики

144471 7

10 параметра от номинального значения к второму входу блока 15. Ключ 12 открыт при наличии сигнала "1" на выходе усилителя 32. Ключ 13 служит для подключения максимального отрицательного отклонения параметра от номинального значения к второму входу блока 14. Ключ 13 открыт при наличии сигнала "О" на выходе усилителя 32.

Блоки 14 и 15 служат для выработки сигналов 1 при равенстве текущего положительного (только блока 15) или отрицательного (только блока 14) отклонения параметров, поступающих на первые входы блоков 14 и 15, и максимальнОГО пОлажит ельнаГО или От 50 рицательного отклонения параметра от номинального значения.

Блоки 16 и 17 служат для выработки сигналов "1 при достижении теку-. щего положительного (только блок 16) и текущего отрицательного (только блок 1 7) отклонения параметра значения допустимого отклонения соответствующего знака, т,е, вырабатываются между собой и с вторым входом блока

11, Коммутатор 7 спурт для коммутации разностных сигналов с выходов вычитателей 3. Число ключей в коммутаторе 7 равно числу каналов. Коммута тор 8 служит для коммутации унифицированных сигналов с выходов преобра— зователей 2, число ключей в нем ран— но числу каналов.

Блок 11 служит для сравнения максимальных положительного и отрицательного отклонений параметров,между собой по абсолютному значению. В состав блока 11 входит иннер ор 31 и усилитель 32. Инвертор 31 представляет собой усилитель с коэффициентом усиления, равным единице на вход которого поступает максимальное отклонение параметра от номинального зна — 20 чения. Таким образом, на входы усилителя 32 поступают напряжения одинаковых знаков. Усилитель 32 работает в релейном режиме, а это означает, что если напряжение на его пер- 25 вом входе (от блока 5) больше, чем на втором, то на выходе усилителя 32 сохраняется высокий положительный потенциал — "1", если меньше, то на выходе усилителя 32 высокий отрица†30 тельный (или нулевой) потенциал — "0

Ключ 12 служит для подключения максимального положительного отклонения логические сигналы "Больше" и "Иеньше".

Задатчик 2! предназначен дпя формирования и выдачи значений допустимых отклонений параметрон от номинальных значений и представляет собой два источника напряжения разной полярности.

Блок 23 содержит регистр 33, предназначенный для записи, хранения и выдачи кода значения выбранного параметра и представляющий собой регистр с параллельной установкой и съемом информации, преобразователи

34 и 35 двоичного кода значений выбранного параметра и номера канала соответственно н двоична-десяти п.ый кад, дешифраторы 36 и 37 двоична-де— сятичного када в десятичный позиционный кад, необходимый для управления индикаторами 38, усилители 39 индикации отклонений выбранного параметра из зоны допустимых значении — "Бал1--!

I 11 Г! ше или Иеньше, и содержащие лампы накаливания. подсвечинающие соатнетс т нующие транс". àð àíòû.

Генератор 24 и:ьпульсов служит для управления работой устройства и может быть построен на осноне мультивибр атора с двумя выходами, Переключатель 40 служит дпя подключения к дешифратору 9 ныхадан первого счетчика 10 при нулевом управляющем сигнале ат триггера 43 или выходов третьего счетчика 42 прп единичном сигнале на выходе триггера 43, Переключатель 40 представляет собой набор элементов И с двумя входами каждый, одного инвертора и элементов Ю1И па числу разрядов кода адреса. Число элементов И равно удвоенному числу разрядов кода адреса 1номера канала), одна половина которых подключена к выходам счетчика 10, а другая — к выходам счетчика 42. Вторые входы элементов И, подключенных к счетчику 42, непосредственно соединены с выходом триггера 43, а вторые входы элементов И, подключенных к счетчику 10, соединены с выходом триггера 43 через инвертор.

Компаратор 41 служит для выработки сигнала совпадения кодов, поступающих от счетчиков 10 (через переключатель 40) и 42 (непосредстненно).

Счетчик 42 служит для формирования

2 кода адреса контролируемого канала.

Триггер 43 предназначен для формиро444717 6

С выхода блока 5 максимальное положительное отклонение параметра поо ступает на первый вход блока 11, на

5 второй вход которого поступает максимальное отрицательное отклонение параметра с выхода блока 6. Блок 11 осуществляет сравнение по абсолютно10

5 1 вания сигналов управления переключателем 40 и четвертым элементом И 45.

Задатчик 44 времени служит для задания максимально возможного интервала между моментами контроля и может быть построен, например, на счетчике, запускаемом генератором 24 и сбрасываемом выходным сигналом компаратора 41, проходящим через элемент И 45. Максимальный интервал между моментами контроля определяется как динамическими свойствами входных сигналов, так и требованиями потребителя информации. Элемент И 46 служит для выработки сигнала переключения триггера 43 так, чтобы к управляющему входу переключателя 40 был подан единичный сигнал при совпадении единичных сигналов с выхода задатчика 44 времени и с выхода элемента И 28.

Устройство работает следующим обр азом.

Напряжение с выхода датчика поступает на вход преобразователя 2, с выхода которого унифицированный сигнал поступает на вход вычитателя 3, где происходит вычисление разности напряжений, поступающих от преобразователя 2 и задатчика 4 (задания номинальных значений параметров) . Разностные сигнапы поступают на первый

5 и второй 6 блоки выделения максимального отклонения параметра, а также на первый коммутатор 7. Сигналы от преобразователя 2 поступают на коммутатор 8.

При включении устройства в работу, если триггер 25 находится в состоянии

11 t t

1, через элемент И 26 на счетчики

10 и 29 поступают импульсы с второго выхода генератора 24, по которым счетчик IO через дешифратор 9 осуществляет переключение каналов в коммутаторах 7 и 8, и выполняется рброс счетчика 29 в нулевое состояние. На счетный вход счетчика 29 импульсы с первого выхода генератора

24 поступают постоянно. Если триггер

25 находится в состоянии "0", то через некоторый промежуток времени, определенный начальным состоянием счетчика 29, с его выхода появится сигнал, устанавливающий через элемент

ИЛИ 30 триггер 25 в состояние "1".

Таким образом„ состояние триггера 25, счетчиков 10 и 29 после включения питания определяет время переходного процесса. му значению поступающих на его входы отклонений параметров. Если напряжение на первом входе блока 11 по абсолютному значению больше, чем на втором, то на выходе блока 11 формируется сигнал "1", открывающий ключ

12, и напряжение с выхода блока 5.поступает на второй вход блока !5. Если напряжение на первом входе блока

l1 по абсолютному значению меньше, чем на втором, то на выходе блока 11 формируется сигнал "0" по которому открывается ключ 13, и напряжение с выхода блока 6 поступает на второй вход блока 14.

При нулевом сигнале на управляющем входе переключатели 40 (от триггера 43) устройство работает так же, как прототип, но связь счетчика 10 и дешифратора 9 осуществляется через переключатель 40.

При этом триггер 25 в состоянии

1t tt

1 разрешает прохождение импульсов от генератора 24 через элемент И 26 на счетчик 10. Коммутаторы 7 и 8 последовательно опрашивают каналы. Напряжения, пропорциональные отклонениям параметров от номинальных значений, через коммутатор 7 поступают на первые входы блоков 14-17, В момент равенства сигналов на первом и втором входах блоков 14 или 15 последние через элемент HJIH 18 формируют сигнал "1", подготавливакиций элемент И 28. Напряжения, соответствующие отклонениям параметров от номинальных значений, сравниваются с сигналами задатчика 21, поступающими на вторые входы блоков 16 и 17. Если выбранное максимальное отклонение больше допустимого отклонения параметра, то на выходах блоков 16 или 17 появляется сигнал "1", который через элемент ИЛИ 19 и подготовленный ранее элемент И 28 устанавливает триггер 25 в состояние "0" и запускает преобразователь 22, на вход которого через коммутатор 8 поступает напряжение, соответствующее значению параметра выбранного канала. Если максимальное отклонение параметра находит1«44717!

7 ся в зоне допустимых значений (ни один из контролируемых п араметр о в не вышел из зоны допустимых значений), то на выходе блоков 16 и 17 будет "О", триггер 25 остается в состоянии "О". Устройство продолжает цикл опроса до последнего канала и начинает новый цикл опроса каналов.

В случае выхода параметра из зоны допустимых значений сигналы "1" с вы. ходов блоков 16 или 17 подаются на усилители 39 индикации результатов контроля ("Больше", "Меньше") и на регуляторы для регулирования. Код значения выбранного параметра с выхода преобразователя 22 но сигналу

"Конец преобразования" записывается в регистр 33.0т счетчика !О (через переключатель 40) на преобразователь

35 поступает код адреса выбранного канала. Коды значений выбранного параметра и адреса канала через преобразователи 34 и 35 и дешифраторы 36 и 37 поступают на индикаторы 38.

На выход устройства подается адрес канала, подлежащего регулированию, благодаря чему может быть подключен соответствующий регулятор. По окончании процесса регулирования выбранного параметра на выходах блоков 16 и 17 появляется сигнал "О" ("Норма ), подготавливающий элементы

ИЛИ 19 и НЕ 20, элемент И 2 7. Импульс с генератора 24 проходит через элементы И 27 и ИЛИ 30, устанавливает триггер 25 в состояние "1" и сбрасывает регистр 33. Устройство продолжает цикл опроса каналов.!

Если выбранный параметр не поддается регулированию, то через заданное время, определяемое максимально допустимым временем регулирования, на выходе счетчика 29 появляется сигнал переполнения, устанавливающий через элемент ИЛИ 30 триггер 25 в состояние "1" и сбрасывающий регистр 33.

Устройство продолжает опрос каналов.

При общей высокой активности контролируемых сигналов может возникнуть ситуация, когда некоторые каналы опрашиваться и контролироваться не будет из-за своей малой активности или ь неисправности элементов схемы, что в ряде случаев затрудняет использование информации. Дпя исключения такой ситуации в устройство введена схема контроля, состоящая из блоков 40-46 °

Контроль о суше ствляет ся по следовательно, начиная с любого канала, в зависимости от начального: состояния счетчика 42. Код с выхода счетчика

42 сравнивается в компараторе 4 1 сравнения кодов с кодом на выходе переключателя 40 в момент появления сигнала на выходе элемента И 28. Если в максимально возможное время, onределяемое задатчиком 44 времени, на выходе переключателя 40 появится код, одинаковый с кодом счетчика 42, то на выходе компаратора 41 появляется сигнал, который через элемент И 45 переключает: счетчик 42 в следующее положение и сбрасывает задатчик 44 вре мени в начальное положение. На дешифратор 9 в этом случае поступает через переключатель 40 код с выхода счетчика 10.

Если время, определяемое задатчиком 44, не достаточно для появления кода контролируемого канала, то на выходе задатчика появляется единичный сигнал, который через элемент И 46 в момент появления единичного сигнала на выходе элемента И 28 переключает триггер 43 так, что на управляющем входе переключателя 40 появляется единичный сигнал, а на входе элемента И 45 — нулевой. К входам дешифратора 9 оказываются подключенными выходы счетчика 42 и происходит принудительный опрос контролируемого канала и соответствующая обработка сигнала этого канала. По окончании обработки сигнала контролируемого канала сигнал с выхода элемента ИЛИ 30 переключает триггер 43 так, что на управляющий вход переключателя 40 поступает нулевой сигнал, а на вход элемента И 45 — единичный. Устройство переходит в режим нормальной работы, Таким образом, изобретение дает большую достоверно сть контроля з а счет принудительного опроса мало активных (и даже неисправных) каналов через определенные промежутки време50 ни, определяемые динамическими свойствами сигналов и удобством использования информации.

Формула изобретения

Устройство для централизованного контроля параметров, содержащее датчики параметров, унифицирующие преобразователи, вычитатели, первый и второй блоки выделения максимального отклонения параметра, дешифратор, счет14 чики первый и второй, с первого по пятый блоки сравнения, первый и второй ключи, с первого по третий элементы ИЛИ, элемент HF., задатчик допустимых отклонений параметров, аналого-цифровой преобразователь, блок индикации, генератор импульсов, первый триггер с первого по третий элементы И и задатчик номинальных значений параметров и первый и второй коммутаторы, выходы датчико@ параметров через унифицирующие преобразователи подключены к информационным входам второго коммутатора и к входам уменьшаемого вычитателей, входами вычитаемого подключенных к выходам задатчика номинальных значений параметров, выходы вычитателей соединены с соответствующими входами первого и второго блоков выделения максимального отклонения параметра .и с соответствующими информационными входами первого коммутатора, выходом подключенного к первым входам блока сравнения с первого по четвертый, выход . первого блока выделения максимального отю онения параметра подключен к первому входу пятого блока сравнения и к информационному входу первого ключа, выход второго блока выделения максимального . отклонения подключен к информационному входу второго ключа и к второму входу пятого блока сравнения, выходом соединенного с управляюшими входами первого и второго ключей, выходы которых подключены соответственно к вторым входам четвертого и третьего блоков сравнения, выходами подсоединенных к соответствующим входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выходы задатчика допустимых отклонений параметров соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков . сравнения, выходы которых являются соответствующими выходами устройства и подсоединены к соответствующим первым информационным входам блока инди: кации и к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выходом подключенного к второму входу третьего элемента И и через элемент НŠ— к первому входу второго элемента И, первый выход генератора импульсов соединен со счетным входом второго счетчика и с вторым входом второго элемента И, выходом соединенного с первым входом

44717 10 ! первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу переполнения второго счетчика, а выход — к входу установки блока индикации и к ,единичному установочному входу первого триггера, выходом соединенного с первым входом первого элемента И, вторым входом подключенного к второ10 му выходу генератора импульсов, а выходом — к входу сброса второго счетчика и к счетному входу первого счетчика, выход третьего элемента И подключен к входу установки в "О"

15 первого триггера и к входу запуска аналого-цифрового преобразователя, информационным входом подключенного к выходу второго коммутатора, информационными выходами — к вторым ин20 формационным входам блока индикации, а выходом КОНЕЦ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ вЂ” к управляющему входу блока индикации, выходы дешифратора соединены с управляющими входами первого и второго

55 коммутаторов, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены второй триггер, задатчик времени, четвертый и пятый элементы И, третий счетчик, компаратор и переключатель, информационными входами подключенный к выходам первого счетчика, первыми выходами — к входам де-. шифратора, к третьим информационным входам блока индикации и к первым информационным входам компаратора, входом управления подключенного к выходу третьего элемента И и к первому входу пятого элемента И, а выходом — к перному входу четвертого элемента И, выходом соединенного с входом сброса задатчика времени и со счетным входом третьего счетчика, выходы которогO KOM паратора, первый выход генератора импульсов подключен к счетному входу задатчика времени, выходом подключенного к второму входу пятого элемента

И, выход которого соединен с первым установочным входом второго триггера, вторым установочным входом подсоединенного к выходу первого элемента

ИЛИ, а инвертирующим выходом - к управляющему входу переключателя, вторые выходы которого соединены с вторыми входами компаратора, неинвертирующий выход второго триггера соединен с вторым входом четвертого элемента И.