Многоканальное устройство для до-пускового контроля параметров

Многоканальное устройство для до-пускового контроля параметров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<п>840819 ф

Ъ 1

I а. ° .

- / -:..= ъ.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 180679 (21) 2784323/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51) РА. Кл.

G 05 В 23/02

G 06 F 15/46

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230681,бюллетень М23 (53) УДК621. 396 (088. 8) Дата опубликования описания 2306.81 (72) Авторы изобретения

Г.Л.Баранов, В.Л.Баранов и Г.Г.Счастливый

Институт электродинамики AH. Украинской CCP и Ордена

Ленина институт кибернетики AH Украинской ССР (71) Заявители (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО

КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля процессов в различных технологических объектах, например в турбогенераторах электростанций.

Известно многоканальное устройство для допускового контроля, содержащее последовательно соединенные управляемый многоканальный масштабный преобразователь, аналоговые сумматоры, прямые преобразователи аналог-код, блок вывода измеряемой информации, общий для всех каналов блок обрат ного преобразования код-аналог и вычислительный блок (11.

Недостатками такого многоканального устройства для допускового контроля является его сложность, обус- ловленная наличием большого числа преобразователей аналог-код и аналоговых сумматоров, и низкая точность измерений параметров объекта поскольку операция сравнения выполняется на аналоговом сумматоре.

Известно также многоканальное устройство для допускового контроля содержащее датчики, функциональные преобразователи, источник эталонных сигналов, коммутатор, аналого-цито ровой преобраэ ователь, регистр уставок, регистр результата контроля, блок 6бработки результатов контроля, блок регистрации, блок индикации, блок звуковой сигнализации и блок управления (2) .

Недостатками этого многоканального устройства для допускового контроля являются низкое быстродействие и относительно низкая точность, которые обуславливаются наличием коммутатора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для допускового контроля, содержащее одновибратор, последовательно соединенные блок индикации, блок сравнения и распределитель импульсов, второй выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого подключен ко второму входу блока сравнения, а также генератор импульсов, подключенный первым выходом к входу блока регистрации, .другие входы которого подключены к выходу одновибратора и выходу динамического регистра соответственно, сум" матор, подключенный первым выходом к входу динамического регистра и вторым выходом - к первому входу пер840819 ного элемента И, выход которого сое- динен с входом распределителя импуль соа, два триггера, выходы которых соединены соответственно с первыми входами второго и третьего элементов И, подключенные вторыми входами к соответствуняцим выходам блока устаЪок элемент ИЛИ, подключенный входамй к выходам динамического регистра второго и третьего элементов И соответственно, и элемент задержки, под- О ключенный выходом к первому входу сумматора и входом - к первым входам, первого и второго триггеров, второму входу первого элемента И и второму выходу генератора импульсов, причем второй вход сумматора подключен к вы- 15 ходу элемента ИЛИ p3), Недостатками этого устройства являются его ограниченные функцио. нальные воэможности ввиду одноканальности контроля и сложности реализа- 20 ции в случае многоканального контроля, поскольку аппаратные затраты растут пропорционально количеству каналов контроля.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Цель достигается тем, что многоканальное устройство для допускового ,контроля параметров, содержащее генератор импульсов,.подключенный пер= вым выходом к первому входу блока регистрации через последовательно соединенные элемент задержки, сумматор и первый регистр, выход которого подключен к первому вхоцу первого элемента ИЛИ,второй выход генератора импульсов подключен ко второму входу блока регистрации и ко входу блока уставок, первый и второй выходы которого подключены к первым входам соответственно первого и второго элв- 40 ментов И, соединенных выходами со вторым и третьим входами первого элемента ИЛИ, а вторыми входами — c выходами соответственно первого и втоРого триггеров, первые входы котоРых 45 подключены к первому выходу генерато- ра импульсов, и в каждом канале одновибратор и последовательно соединенные третий элемент И, первый распределитель, импульсов, блок сравнения и блок индикации, второй вход блока сравнения соединен с выходом одновйбратора и с одним из третьих входов блока регистрации, вход одновибратора подключен ко второму выходу первого распределителя импуль- 55 сов, а первые входы третьих элементов И - ко. второму входу сумматора,. дополнительно введены второй регистр, второй распределитель импульсов и элементы ИЛИ, выходы второго распределителя импульсов подключены ко вторым входам третьих элементов И, а вход - к первому выходу генератора импульсов, вход второго регистра. соединен с выходом первого элемента ИЛИ а выход - со вторым входом сумматора, входы второго элемента ИЛИ подключены ко вторым .выходам первых распределителей импульсов, а выход — ко второму входу первого триггера, входы третьего элемента ИЛИ соединены с третьим выходом первых распредели.телей импульсов, а выход - co вторым входом второго триггера.

На чертеже изображена структурная ,дхема многоканального устройства для допускового контроля параметров; .

Устройство сОдержит одновибраторы

1, генератор 2, импульсов, блок 3 уста вок, блоки 4 сравнения, блоки 5 индикации, блок 6 регистрации, первый регистр 7, сумматор 8, распределитель 9 импульсов, два триггера 10 и

11 элемент 12 задержки, элемент ИЛИ

13, три элемента И 14-16, два элемента ИЛИ 17 и 18, второй распрвделитель 19 импульсов второй регистр 20.

Устройство работает следующим образомм.

Одновибраторы 1 преобразуют входные контролируемые параметры х„, i

1,2,...N, где N - количество входных каналов, в импульсные сигналы длительность которых пропорциональна величине входного сигнала.

Генератор 2 импульсов вырабатывает по первому выходу тактовые импульсы с частотой f, а по второму выходу - синхронизирующие импульсы с частотой f/n, где n - количество двоичных разрядов динамического регистра 7.

Распределитель 19 импульсов из сигналов второго выхода-,генератора

2 импульсов формирует íà N своих выходах и последоьательностей импульсов, действующих с частотой f/n и

Блок 3 уставок вырабатывает из тактовых импульсов две последовательности импульсов уставок, соответствующих нижней границе допуска хд и полю допуска х - x> где х — верх. няя граница допуска.

На первом выходе блока 3 уставок последовательно вырабатывается и последовательных двоичных кодов 2" х„„, i 1,2,...М, где n — количество разрядов первого регистра 7, и - количество входных каналов.

На втором выходе блока 3 уставок последовательно генерируются М последовательных двоичных кодов 2"(хВ1 - хн ), 1,2,...й, Н б

Двоичнйв коды уставок 2 - х „ и

2" - (xa - хн; ), l 1 2... й, йоступают последовательно по порядку номеров, начиная с мпадтщх разрядов, на вторые входы элементов И 15 и 16 I соответственно.

Первый регистр 7 содержит и двоичных разрядов и может хранить один двоичный код устанки. Второй регистр

20 содержит (N»»i)п двоичных разрядов и может хранить N - 1 двоичных кодов

840819 уставок. Последовательное соединение регистров 7 и 20 через элемент ИЛИ

13 образует динамический регистр, содержащий N двоичных слоев по п разрядов в каждом.

Последовательное . соединение регистров 7 и 20 с сумматором 8 образует двоичный счетчик, выполняющий последовательно в N словах независимый счет синхронизируищих импульсов второго выхода генератора 2-импульсов, которые через элемент 12 задержки по- 1 етупают на первый вход сумматора 8 в моменты прохождения младщего разряда каждого слова.

В результате непрерывного независимого счета в К словах через определенные отрезки времени происходят переполнения счетчика, которые генерируются в виде сигналов переноса из и-го разряда каждого слова на втором выходе сумматора 8. 20

Распределитель 19 управляет с помощью элементов И 14 распределением импульсов переноса из п-ых разрядов каждого слова по М параллельным каналам таким .образом, что импульс переполнения: в первом слове поступает на вход распределителя 9 первого канала, импульс переполнения во втором слове поступает на вход рас. пределителя 9 второго. канала и т.д.

Распределители 9 каждого канала в свою очередь выполняют распределение импульсов переноса и и-го разряда соответствукщего слова по трем выходам.

Работу устройства, функционирующего в непрерывном режиме генерации на выходах распределителей 9 импульсных сигналов, рассмотрим, например с момента генерации на втором выходе распределителя 9 первого ка- 40 нала выходного импульса, который, запускает одновибратор 1 первого канала и через элемент ИЛИ 17 устанавливает по второму входу триггер 10 в единичное состояние. 45

Одновибратор 1 первого канала после срабатывания от запускающего иМпульса вырабатывает на выходе импульсный сигнал, длительность которого пропорциональна величине входного сигнала по первому каналу.

Триггер 10 после установки его в единичное состояние открывает элемент

И 15.

Двоичный код уставки по первому каналу 2".- х с первого выхода. бло-

Н 1 ка у ставок 3 через элементы И 15 и

NlH 1 3 поступает на вход регистра 20, з аписывая в него в первой слове начальный двоичный код, соответствующий нижней границе допуска для пер 60 вого канала .

Спустя время э адержки в регистре

20 последовательный двоичный код уст авки по первому каналу 2 — х „ поступает последовательно во времени, g5 начиная с младшего разряда, на второй вход сумматора 8, на первый вход которого поступает с выхода элемента

12 задержки синхронизирукщий импульсмладйего разряда.

В результате суммирования сумматором 8 двоичный код 2 — хн„ увеличивается на единицу и новйй двоичный код 2" — x„„ + 1 с первого выхода сумматора 8 записывается в регистр 7.

После прохождения двоичного кода

2" — х, „ через элемент И 15 триггер

10 сбрасывается по первому входу в нулевое состояние импульсом второго выхода генератора 2.

После установки триггера 10 в нуле. вое состояние элемент И 15 закрывается и поступление двоичного кода уставки на вход элемента ИЛИ 13 прекращается.

Двоичный код в первом слове 2

x„, + 1 с выхода регистра 7 через элемент ИЛИ 13. записывается в регистр

20, с выхода которого, спустя время задержки регистра 20, поступает на . второй вход сумматора 8.

Сумматор 8 вновь, увеличит двоичный код в первом слове на единицу и результат суммирования 2" — х + 2 записывается в регистр 7.

Н1

Так продолжается до тех пор, пока во время суммирования в первом слове на втором выходе сумматора 8 не появится импульс переноса нэ и-го разряда. Это происходит спустя интервал времени х< п Мjf после запуска одновибратора 1 первого канала. В этот момент времени на первом выходе распределителя 19 действует импульс, отпиракший по второму входу элемент И

14 первого канала, через который импульс переполнения со второго выхода сумматора 8 поступает на вход распределителя 9 первого канала. Распредели-: тель 9 первого канала пропускает входной импульс на свой третий выход и прекращает действие сигнала на первой шине первого выхода, который появляется в момент генерации импульса на втором выходе.

Таким образом, на первой шине первого выхода распределителя 9 первого канала вырабатывается импульс длительность которого равна нижней границе допуска по первому каналу . . Сигнал с первого выхода распределителя 9 поступает на первый вход блока.4 сравнения, на второй вход которого подается выходной сигнал одновибратора 1.

Если контролируемый параметр по перВому каналу х1 меньше нижней границы допуска х „, то длительность импульса HcL выходе одновибратора 1 будет меньше, чем длительность импульса на первом выходе распределителя 9.

В этом случае на первом выходе блока 4 сравнения формируется импульс840819

HEN сигнал длительностью (х - x)ий/1 который, поступая в блок 5 индикации, приводит к срабатыванию элемента сигнализации на выходе контролируемого параметра по первому каналу за пределы нижней границы допуска. 5

Если контролируейый параметр по первому каналу больше нижней границы допуска, то длительность импульса на выходе одновибратора l больше, чем длительность импульса на первой шине первого выхода распределителя 9, и сигнал на первом выходе блока сравнения 4 отсутствует °

После первого переполнения в пер вом слове сигнал переноса из и-ro. разряда первого слова поступает с тре- 5 тьего вЫхода распределителя 9 первого канала через. элемент ИЛИ 18 на второй вход триггера 11, устанавливая его в единичное состояние.

Трйггер 11 единичным выходом отпи- 20 рает элемент И 16. Двоичный код уставки поля допуска первого канала

2 - (x« x ) co второго выхода блока 3 уставок через элементы И

16, ИЛИ 13 поступает на вход регистра

20, где записывается в первом слове, После прохождения всех разрядов двоичного кода 2" — (x> — x„ ) через элемент И 16 триггер 11 сбрасывается в нулевое состояние импульсом второго выхода генератора 2.

Двоичный счетчиК, образованный последовательным соединением регистров

7 и 20, и сумматора 8 выполняет в первом слове счет импульсов младшего разряда, которые посту пают с выхода элемента 12 задержки, начиная с начального кода 2и — (x - x ).

61 Н.1

Спустя интервал времени x6 - x„)

1 и И/f после первого переполнения, в первом слове происходит его второе 4() переполнение и на втором выходе сумматора 8 появляется сигнал переноса из и-го, разряда первого слова, который через элемент И 14 первого канала, открытый сигналом первого выхода распределителя 19, проходит на вход распределителя 9 первого канала. В результате на второй шине первого выхода распределителя 9 появляется сигнал, который действует. до следукщего (третьего) переполнения первого слова.

Если контролируемый параметр х„ больше верхней границы допуска хе„, то импульс на выходе одновибратора 1 действует некоторое время после.второго переполнения первого слова. Совпадение заднего фронта выходного импульса одновибратора 1 с передним фронтом импульса на второй шине первого выхода распределителя 9 выделяется блоком 4 сравнения, на втором - бд выходе которого образуется импульс длительностью (х„ - хд„) и й/f. Вы" ходной импульс блока 4 сравнения поступает в блок индикации и приводит к срабатыванию элемента сигнализации о выходе контролируемого параметра по первому каналу за пределы верхней границы допуска.

Если контролируемый параметр по первому каналу меньше верхней границы допуска, то сигнал на втором выходе блока 4 сравнения отсутствует, так как импульс на выходе одновибратора

1 заканчивается раньше, чем начинает действовать импульс на второй шине первого выхода распределителя 9.

После второго переполнения первого слОва двоичный счетчик, образованный регистрами 7, 20 и.сумматором S выполняет счет в первом слове с нулевого начального кода, Поэтому тре(тье переполнение первого слова происходит спустя интервал времени 2 и-И/f после второго переполнения.

Третье переполнение в первом слове, поступая со второго выхода сум.матора 8 через элемент И 14 первого канала на вход распределителя 9 первого канала, прекращает действие сигнала на второй шине первого выхода распределителя 9 и приводит к генерации импульса на его втором выходе.

Импульс со второго выхода распределителя 9 первого канала запускает одновибратор 1 первого канала и через элемент ИЛИ 17 устанавливает триггер

10 в единичное состояние. Цикл работы устройства по первому каналу повторяется аналогичным образом.

Таким же образом выполняется допусковой контроль по всем остальным каналам. Двоичный счетчик образованный регистрами 7, 20 и сумматором 8, выполняет независимый счет во всех словах, а импульсы — переносы из и-ra разряда каждого слова, образующиеся на втором выходе сумматора S, распределяются распределителем 19 в соответствующий канал на вход соответствующего распределителя 9.

Наличие дополнительного регистра

20 и дополнительных элементов ИЛИ

17 18 обеспечивает запись двоичных кодов уставок нижней .границы допускаи поля допуска независимо для каждого контролируемого параметра, что позволяет использовать многоканальное устройство для допускового контроля различных по своей физической природе параметров с различными значениями границ допуска.

Устройство, кроме качественных оценок контролируемых параметров, выполняет количественную регистрацию отклонений от нижней и верхней границы допуска по каждому контролируемому параметру в отдельности.

Количественная оценка фиксируется блоком 6 регистрации после окончания действия выходного импульса одновибратора 1 соответствующего канала посредством считывания двоичного кода с выхода регистра 7 по синхронизирующим сигналам генератора 2 импульсов.

840819

Если контролируемый параметр i - го канапа меньше нижней границы допуска для этого канала, то в момент окончания выходного импульса одновибратора 1 i-го кнала в регистре 7 содер-. жится двоичный код 2 — (хй»- x» ), т.е. дополнительный код отрицательного отклонения контролируемого параметра по -му каналу от нижней границы допуска х„

Н»

Если контролируемый. параметр по

i ìó каналу больше верхней границы допуска, то в момент окончания выходного импульса одновибратора 1 i-го канала в регистре 7 содержится двоичный код величины х; — хв;, т.е. прямой код положительйого отклонения кон- з тролируемого параметра по i -.му ка:налу от верхней границы допуска х6».

Количественные оценки отклонений от верхней и нижней границ допуска по каждому контролируемому каналу могут 20 быть выведены на перфоленту(перфокарту),цифропечать,цифровую индикацию и выданы на управляющую вычислительную машину.

Технические преимущества предлагае-2 мого многоканального устройства для допускового контроля заключается в его упрощении.

По сравнению с известным устройством аппаратурные затраты которого растут пропорционально количеству вход. ных каналов;i, в предлагаемом устройстве вместо М сумматоров используется всего один, вместо М регистров требуется два регистра, аппаратур ные затраты которых в случае реализации их на линии задержки (например магнитострикционной или ультраз вуковой ) не зависят от количества разрядов, так как при изменении емкости регистра изменяется только время задержки 4Q или частота тактовых импульсов. Остальные дополнительные затраты предлагаемого устройства (два элемента

ИЛИ 17-18 и дополнительный распределитель 19 импульсов) ниже, чем соот- 4> ветствующие дополнительные затраты известного(2М триггеров,2N элементов

И, М элементов ИЛИ), Таким образом, аппаратурные затраты сокращены не менее, чем на N-1 сумматор и М-2 регистра, где М - количество параллельных входных каналов.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для допускового контроля параметров, содер- жащее генератор импульсов, подключенный первым выходом к первому входу блока регистрации через последовательно соединенные элемент задержки, сумматор и первый регистр, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй выход генератора импульсов подключен ко второму входу блока регистрации и ко входу блока уставок, первый и второй выходы которого подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов

И, соединенных выходами со вторым и третьим входами первого элемента -ИЛИ, а вторыми входами — .с выходами соответственно первого и второго триггеров первые входы которых подключены к первому выходу генератора импульсов и в каждом канале одновибратор и последовательно соединенные третий элемент И, первый распределитель импульсов., блок сравнения и блок индикации, второй вход блока сравнения соединен с выходом одновибратора и с одним из третьих входов блока регистрации, вход одновибратора подключен ко второму выходу первого распределителя, импульсов, а первые входы третьих элементов И вЂ” ко второму входу сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, введены второй регистр, второй распределитель импульсов и элементы

ИЛИ, выходы второго распределителя импульсов подключены ко вторым входам третьих элементов И, а вход — к первому выходу генератора импульсов, вход второго регистра соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход— со вторым входом сумматора, входы второго элемента ИЛИ подключены ко вторым входам первых распределителей импульсов, а выход — ко второму входу первого триггера, входы третьего элемента ИЛИ соединены с третьим выходом первых распределителей импульсов, а выход — co вторым входом второго триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 501369/18-24, кл. G 06 F 15/46,1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 607190/18-24, .кл. G 05 В 23/02

1978.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2683265/18-24, кл. 6 06 Г 15/46, 1978 (прототип) 840819

Составитель Н.Горбукова

Редактор.Н,Лазаренко Техред Т. Матюка

Корректор Л.Иван

Подписное

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

Заказ 4762/68 Тираж 940

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Рауыская наб., д. 4/5