Многоканальное устройство для контроля параметров
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 911539
Авторы: Карачевцев, Самойленко, Скубилин
Текст
О П И С А Н И Е ( )911539ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоввтскикСоциалистическикРеспубликио делам изобретеиий и открытия(72) Авторы изобретения В.А.Карачевцев, А.П.Самойленко и М.Д.Скубилин Таганрогский радиотехнический институт и Геленджикскоеотделение Научно-исследовательского института морскойгеофизики(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КО РОЛЯ ПАРАМЕТРОВобретение относится к вычисли тельнои технике, дискретнои автоматике и может быть использовано для автоматического контроля технологических процессов с большим числом контролируемых параметров.По основному авт, св, к известно многоканальное устройство для контроля параметров, содержащее формирователи по числу контролируемых параметров, включающие заданное число цепей, настроенных на различные пороги срабатывания ниже и выше зон допусков. Сигнальный вход каждого формирователя сигналов является входом устройства, каждый формирователь содержит заданное, по числу порогов срабатывания, коли.чество цепей, включаницих по два пороговых элемента, входы которых объединены и образуют вход формирователя и по одному трехвходовому элементу ИЛИ, входы которых соединены с выходами пороговых элементов цепи данного порога срабатывания, а выходы образуют выходы формирователя сигналов. Третий вход каждого элемента ИЛИ является контрольным входом как формирователя так иустройства. Регистры сдвига по числу контролируемых параметров, управляемый генератор тактовых импульсов, первые элементы И, адаптивный коммутатор, включающий триггеры, Р элемент ИЛИ, первую, вторую и третью группы элементов.И, а также две матрицы ключей, кодер адреса, блок установок , блок сопоставления, логический блок, аналого-цифровой преобразователь, первые и второй элементы ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, элемент НЕ. Прямые динамические входы регистров сдвига подключены к выходам формирователей. Первые входы 20 первых элементов И соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выходы первых элементов И соединены с шинами сдвига соответ30 35 45 50 55 3 91 ствующих регистров сдвига. Единич 1 ные входы триггеров коммутатора об", разуют первую группу входов коммутатора и соединены с динамическими выходами переполнения регистров сдвига, элемент ИЛИ коммутатора входами соединен с единичными выходами его триггеров, выход элемента ИЛИ образует первый выход коммутатора, первая группа элементов И коммутатора соединена последовательно, их вторые входы соединены с нулевыми выходами триггеров коммутатора, а первый вход первого элемента И этой группы соединен с вы" ходом элемента ИЛИ коммутатора, первыеходы элементов И второй группы коммутатора соединены с единичными выходами его триггеров, а вторые входыс первыми входами элементов И первой группы данной цепи, выходы элементов И второй группы образуют первую группу выходов коммутатора, соеди" ненную со входами установки в ноль соответствующих одноименных регистров сдвига, третья группа элементов И коммутатора первыми входами соединена с выходами элементов И второй группы данной цепи, вторыми входами - со входом управления коммутатора, а выходами - с нулевыми входами 11 тригге ров одноименной цепи. Первая матрица ключей первыми входами соединена с выходами элементов И второй. группы, вторые ее входы образуют вторую группу входов коммутатора и соединены со входами устройства. Вторая матрица ключей первыми входами сое" динена.с выходами элементов И второй группы, вторые ее входы образуют третью группу входов коммутатора, а выходы матриц ключей образуют вторую группу выходов коммутатора. Ко" дер адреса параметра входами соединен с первой группой выходов коммутатора. Блок установок выходами соединен с третьей группой входов коммутатора. Блок сопоставления входами соединен со второй группой выходов коммутатора. Логический блок первым входом соединен с выходом кодера адреса, вторым входом - с первым выходом блока сопоставления, а первым выходом - со входом управления коммутатора. Аналого-циФровой преобразователь информационным входом соединен со вторым выходом блока сопоставления, выходом - с третьим входом логического блока, Первые элементы ИЛИ входами соединены с прямыми статическими выходами, кроме вы- хода переполнения, регистров сдвига, а выходами - со вторыми входами первых элементов И данной цепи. Второй элемент ИЛИ входами соединен с выходами первых элементов ИЛИ. Второй элемент И первым входом соединен со вторым выходом логического блока, вторым входом - с выходом второго элемента ИЛИ, а выходом - со входом управления генератора импульсов.Элемент ИЛИ-НЕ входами соединен с прямыми динамическими выходами переполнения регистров сдвига, а выходом - с третьим входом второго элемента И. Элемент НЕ входом соединен с первым выходом коммутатора, а выходом - с четвертым входом второго элемента И.Устройство посредством аналогоцифрового преобразователя производит преобразование аналоговой величины параметра в дискретную за время сос- тавляющее где ЬХ - шаг квантования по величине сигнала, ЙЬ - время для одного шага квантования 13Недостатком устройства является то, что с уменьшением шага квантования, при постоянном периоде тактового генератора АЦП, увеличиваетея точность, но увеличивается время кван" тования, что ведет к инерционности и снижению достоверности результатов контроля.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства контроля.Для достижения поставленной цели в устройство адаптивного автоматического контроля введены блок кодирования порогового отклонения, И групп из Ф элементов И где И 1 - число формирователей сигнала, И число групп формирователя сигнала и И элементов ИЛИ, при этом первые входы каждого из элементов И 1 -ой группы подключены к соответствующим 1-ым выходам каждого из формирователей сигнала, вторые входы каждого из элементов И 1-ой группы соединены с адресными выходами адаптивного коммутатора и со входом установки в ноль Иф-го регистра сдвига, выходы элементов И каждой группы соединены со входами со"ответствующего элемента ИЛИ, а вы11539 6рядные регистры 2 сдвига, прямые динамические входы которых подключены.чии единичного потенциала на его управляющем входе, на его выходе, соес шинами сдвига регистров 2, появляются тактовые импульсы. Входы устройства соединены также с первойгруппой входов адаптивного коммутатора 5, первая группа выходов которого соединена со входами шифратора6 адреса параметра. Шифратор 6 адре-са предназначен для кодирования адреса обслуживающего контролируемого параметра, К следующей группе входов коммутатора 5 подсоединены выходы блока 7 формирования установоккоторый служит для выдачи блоку 8сравнения эталонных напряжений . Вторая группа выходов коммутатора 5подключена ко входам блока 8, логический блок 9, анализирующий информциюо контролируемых параметрах, распознаицих состояние объекта контроля,первым входом соединен с выходом дешифратора 6, вторым входом - с первым выходом блока 8 сравнения, а первым выходом - со входом управлениякоммутатора 5. Аналого-цифровой преобразователь 10 информационным входом соединен со вторым выходом блока8, а выходом - с третьим входом логического блока 9, Элементы ИЛИ 11входами соединены с прямыми стати-.ческими выходами, кроме выходов переполнения, регистров 2 сдвига, авыходами - со вторыми входами элементов И 4 данного канала, ЭлементИЛИ 12 входами соединен с выходамиэлементов ЖИ 11. Элемент И 13 пер-вым входом соединен со вторым выходом логического блока 9, вторым входом - с выходом элемента Ю 1 И 12, авыходом - со входом управления генератора 3 импульсов. Элемент ИЛИ-НЕ 14входами соединен с прямыми динамическими выходами переполнения регистров 2 сдвига, а выходом - с третьим входом элемента И 13. ЭлементНЕ 15 входом соединен с первым выходом коммутатора 5, а выходом - счетвертым входом элемента И 13. Элементы И 16 первыми входами соединены с выходами формирователей 1, авторыми входами - со входами установки .в ноль соответствующих регистрак е ходы всех элементов ИЛИ соединены с соответствующими входами блока кодирования порогового отклонения, выходы которого подключены ко входам управления аналого-цифрового преобразователя, сигнальный вход каждого формирователя сигнала является сигнальным входом устройства.Каждый Формирователь сигнала содержит И групп пороговых элементов, трехвходовые элементы ИЛИ, двухвходовые элементы ИЛИ и элементы ЗАПРЕТ, причем входы всех пороговых элементов каждой группы объединены и являются сигнальным входом Форми" рователя сигнала, выходы пороговых элементов И-ой группы соединены с первыми двумя входами трехвходового элемента ИЛИ, а выходы пороговых элементов остальных групп подключены к первым входам элементов ЗАПРЕТ соответствующей группы, вторыевходы которых кроме элементов ЗАПРЕТ (и) "ой групы, соединены свыходами соответствующих двухвходовых элементов ИЛИ, выходы которыхсоединены с выходами пороговых элементов двух следующих по порядкугрупп, а вторые входы элементов ЗАПРЕТ (и)-ой группы соединены с соответствующими выходами пороговыхэлементов И-ой группы, выходы элементов ЗА 11 РЕТ соответствующей группы подключены к первым двум входам трех входового элемента ИЛИ соответствующей группы, третий вход каждого из которых соединен с управляющим входом соответствующей группы Формирователя сигналов, выходы элементов ИЛИ являются выходами формирователя сигналов.Функциональная схема предлагаемого устройства адаптивного автоматического контроля показана на фигуНа фиг. 1 приведена структурная схема устройства адаптивного автоматического контроля, на фиг, 2 -структурная схема формирователя 1 сиг налов, на фиг. 3 - структурная схема адаптивного коммутатора 5.Устройство адаптивного автоматического контроля содержит формирова" тели 1 сигнала величины отклонения контролируемого параметра по числу контролируемых параметров сигнала, сигнальные входы которых образуют входы устройства контроля,Ю-раз 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 поразрядно к выходам формирователей 1 сигнала. Генератор 3 импульсов выполнен управляемым, т.е. при налидиненном через вторые элементы И 47 91 ров 2. Элементы ИЛИ 17 входами соединены с выходами элементов И 16 одноименных выходов формирователей 1. Блок 18 кодирования порога отклонения входами соединен с выходами элементов ИЛИ 17, а выходами - со входами управления аналого-цифрового преобразователя 1 О, Пороговые элементы 19 входами объединены в пределах одного формирователя и образуют его вход, являющийся входом устройства. Трехвходовый элемент ИЛИ 20 цепи наивысшего порога срабатывания двумя входами соединен с выходами обоих пороговых элементов 19 цепи данного порога срабатывания. В цепях с порогом срабатывания отличных от наивысшего установлены элементы ЗАПРЕТ 21, первые входы которых соединены с выходами одноименных пороговых элементов 19 цепи данного порога срабатывания, вторые входы - с выходами одноименных пороговых элементов 9 цепи предыдущего, по степени убывания, порога срабатывания, а выходы - со входами трехвходовых элементов ИЛИ 20, третьи входы которых являются контрольными входами формирователей 1. Двухвходовые элементы ИЛИ 22 входами соединены со входами одноименных элементов ЗАПРЕТ 21 цепи данного порога срабатывания, а выходами - со вторыми входами одноименных элементов ЗАПРЕТ 21 следующей по степени убывания порога срабатывания цепи формирователяТриггеры 23 коммутатора 5 единичными входами образуют первую группу входов коммутатора 5 и соединены с выходами переполнения регистров 2 сдвига. Элемент ИЛИ 24 входами соединен с единичными выходами триггеров 23, выход элемента ИЛИ 24 образуетпервый выход коммутатора 5. Первая группа последовательно соединенных элементов И 25 вторыми входами соединена с нулевыми выходами триггеров 23, первый вход первого элемента И 25 этой группы соединен с выходом элемента ИЛИ 24. Вторая группа элементов И 26 первыми входами соединена с единичными выходами триггеров 23, вторыми входами - с первыми входами элементов И 25 данной цепи, выходы элементов И 26 образуют первую группу выходов коммутатора 5 и соединены со входами установки1539 5 1 О 152025 30 35 40 45 50 55 в ноль соответствующих регистров 2 Элементы И 27 образуют третью группу элементов И, первыми входами они соединены с выходами элементов И 26 данной цепи, вторыми входами - со входом управления коммутатора 5, а выходами - с нулевыми входами триггеров 23 данной цепи. Первая матрица элементов И 28 первыми входами соединена с выходами элементов И 26, вторые ее входы образуют вта/рую группу входов коммутатора 5 и ,соединены со входами устройства. Вторая матрица элементов И 29 первыми входами соединена с выходами элементов И 26, вторые ее входы образуют третью группу входов коммутатора 5, выходы матриц элементов И 28 и 29 образуют вторую группу выходов коммутатора 5Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии, когда все контролируемые параметры находятся в заданных зонах допуска и, таким образом, контролируемый процесс протекает без отклонений, устройство адаптивного автоматического контроля находится в дежурном рехиме: на выходах формирователей 1 - нулевые потенциалы, регистры 2 сдвига находятся в исходном нулевом состоянии, генератор 3 импульсов - в заторможенном состоянии, поскольКу на его управляющем входе нулевой потенциал, подаваемый с выхода элемента И 13, так как на двух его входах, соответственно соединенных с выходами элементов ИЛИ-НЕ 14 и ИЛИ 12 нулевые потенциалы.При отклонении одного или нескольких параметров, являющихся случайными функциями времени, за пределы допусковой зоны срабатывают соответствующие пороговые элементы 19 формирователей . Пусть в момент 1 одновременно вышли из допусковой зоны контролируемые параметры с порядковыми номерами 11,иб М, причем за верхнюю границу вышли параметрдостигнув второго уровня, и параметр Е, достигнув самого высокого (уровня) порога срабатыванияЬуровня, за нижнюю границу поля допуска выше, в .параметр, достигнув четвертого уровня. Выходы параметров за уров-. ни с одинаковыми порядковыми номерами верхней и нижней области отклонений разнозначны. Итак, срабатывают первый и второй пороговые элементы10 539 5 10 15 20 25 30 адреса и величины отклонения текущего значения С-го параметра от номинального и знак отклонения фиксируют ся логическим блоком 9. Начиная с момента фиксации кода адреса и знака параметра и до момента фиксации кода величины отклонения этого параметра, индикации, выработки сигнала, принятия 55 согласно этой информации решения по,управлению объектом контроля; с выхода логического блока 9 подается нулевой потенциал на вход элемента И 13,9 911 19 цепей верхней области с формирователя 1, все Щ пороговых элементов 19 верхней области 6 Формирователя 1 и 1-4-ьй пороговые элементы 19 нижней области Г формирователя 1. Появившиеся на выходах Формирователей 1 сигналы представляют собой так называемые Ю-элементные едииичйые кодовые сигналы, положение единичного элемента в которых отображает величину отклонения параметра от допусковой зоны. Т,е. сигналы, отображающие значение отклонений д,и В параметров от нормы, будут ( 01000 00,00010;00, 0000001, Такие коды получаются в результате наличия в цепях формирователей элементов ЗАПРЕТ и Функционной связи между ними, они будут зафиксированы в 3,и 6 регистрах 2. В результате чего на выходах элементов ИЛИ 11 Д ,и 6 каналов появляются единичные потенциалы, которыми будут подготовлены элементы И 4 д,и С регистров 2 сдвига. Одновременно интегральным единичным сигналом с выхода элемента ИЛИ 12 посредством элемента И 13 запускается управляемый генератор 3 импульсов. Импульсы с выхода генератора 3 через элементы И 4 поступают на шины сдвига регистров 2 каналов Д ,и С, а в случае появления отклонения от поля допуска параметров в других каналах в них происходят вышеописанные изменения, т.е, исключается потеря информации.В результате по первому импульсу с генератора 3 на выходе переполнения 6 регистра 2 появляется импульс, который посредством элементов ИЛИ-НЕ 14 и И 13 останавливается генератор 3, этот импульс фиксируется соответствующим С триггером 23 коммутатора 5, Таким образом, устройство, установив приоритет среди контролируемых параметров, текущие значения которых находятся вне зоны допуска, начинает обслуживание параметра с наибольшим отклонением, в нашем примере, В параметра. Сигналы, зафиксированнЫе в 13 и 1 регистрах 2 сдвннуты на один разряд. На В выходе адаптивного коммутатора 5 появляется единичный сигнал, который посредством шифратора 6 адреса параметров представляется кодовым сигналом адреса и фиксируется логическим блоком 9. Одновременно единичным сигналом соответствующий 6 регистр 2 сдвига переводится в нулевое состояние, а такжеоткрываются элементы И 16 8 контролируемого параметра и ю элементныйединичный кодовый сигнал ( 00001)с выхода В формирователя 1 через эле"менты ИЛИ 17 поступает на вход блока 18 кодирования величины порогаотклонения. На выходе блока 18 будетдвоичный кодовый сигнал величины от. -клонения 6 контролируемого параметра, который поступает на входы управления аналого-цифрового преобразователя, Срабатывание 6-го триггера23. приводит к надежному удержаниючерез цепь элементов ИЛИ 24, НЕ 15и И 13 генератора 3 импульсов в заторможенном состоянии. Единичныйсигнал с выхода элемента ИЛИ 24, проходя через последовательную цепь элементов И 25 с порядковыми 1,2,3Юи через элемент И 26 с 6 номером,поступает как на 8-ый вход шифратора6 адреса параметра, так и 8 -ые управляющие входы матриц элементов И 28 и 29. Сигнал с 8-ого выхода коммутатора 5, соединенного со входом установки в "ноль" С-го регистра 2, переводит последний в исходное нулевое состояние. Текущие и номнальные (уставка ) значения контролируемого Я-гопараметра поступают через соответствующие открытые элементы И матриц28 и 29 на входы блока 8 сравнения 35который выдает логическому блоку 9знак отклонения, Аналоговый сигнал.отклонения контролируемого Я-го параметра с другого выхода блока 8 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 10. Аналого-цифровой препреобразователь 10 (предполагает-.ся последовательного счета ) начинает квантование не с нулевого уровня,а с уровня пропорционального уровню 4511 911539 тем самым генератор 3 удерживается в заторможенном состоянии. По окончании этого процесса на первом и втором выходах логического блока 9 по" являются единичные сигналы, тем самым Я триггер 23 коммутатора 5 устанавливается в исходное нулевое состояние, на выходе элемента НЕ 15 появляется единичный сигнал, срабатывает элемент И 13, запускается генератор 1 О 3. Импульсы с выхода генератора 3 поступают на шины сдвига только ( в нашем примере) 3 ирегистров 2 через открытые элементы И 4 этих регистров, осуществляя операцию сдвига 15 над кодами, записанным в с ирегистрах 2. Этот процесс сдвига продолжается до момента появления единичного импульса на динамическом выходе ю-го разрядарегистра 2, если за О это время остальными регистрами 2 не были зафиксированы сигналы отклонений превосходящих по своему амплитудному значению сигналов ранее зафиксированных в д и регистрах 2. 25 Появление единичного сигнала на динамическом выходе 1 и-го разряда регистра 2 приводит к останову генератора 3, срабатыванию триггера 23 коммутатора 5, кодированию адреса и 30 текущего значения отклоненияпараметра, приведениюрегистра 2 в исходное нулевое состояние, выработка скорректированного сигнала принятия решения по управлению объектом контроля согласно имеющейся информации о значениях 6 ипараметров, приведениютриггера 23 в исходное состояние. Затем устройство приступает к обслуживанию последующего 40 параметра, согласно динамическо" го приоритета (текущего значения параметров относительно зоны допуска и соотношений параметров между собой). 12 Формула изобретения 45 50 55 В случае появления на выходах формирователей 1 одинаковых кодов либо такого распределения моментов появления кодов и их значений, которое приводит к одновременному появлению единичных сигналов на динамических выходах переполнения(И-го разряда) двух и более регистров 2, эти единичные сигналы Фиксируются одновременно соответствующими триггерами 23 коммутатора 5, Устройство приступает к последовательному обслуживанию этих параметров согласно уже статического приоритета, т.е, в порядке возрастанияпорядковых номеров параметров. Какуже указывалось, параметры наделя-ются соответствующими порядковыми номерами согласно распределению вероятностей выхода контролируемых параметров за зону допуска.При необходимости циркулярного или выборочного контроля либо. осуществления самоконтроля устройства подают импульсы запуска на контрольные входы Формирователей 1, работа устройства при этом аналогична вышеописанному алгоритму.Результаты автоматического контроля технологического процесса (объекта контроля ) являются исходной информацией для принятия решения по управлению этого процесса. Очевидно,что момент получения достоверныхрезультатов и принятия имеет неоценимое значение, т.е. чем меньше разница во времени между моментами от" клонения параметра за поле допуска и принятия решения по его восста"новлению, тем более эффективно работает устройство. Предлагаемое устройство за счет наличия блока 18 величины порога отклонения с элементами И 6, ИЛИ 17 и управления уровнем начала квантования аналого-цифровым преобразователем 10 позволяет сократить временные затраты на операцию кон" троля. 1. Многоканальное устройство для контроля параметров по авт. св.В 744 б 1 б, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что; с целью повышения быстродействия, в него введены блок кодирования порогового отклонения, И групп из п элеиентов И (где 1 ю - число формирователей сигнала, И - число групп формирователя сигнала) и И элементов ИЛИ, при этом первые входы каждого из элементов И 1 -й группы подключены к соответствующим-ым выходам каждого из Формирователей сигнала, вторые входы каждого из элементов И 1 -й группы соединены с адресными выходами адаптивного коммутатора и со входом установки в коль И-го регистра сдвига, выходы элемен13911539 тов И каждой группы соединены со входами соответствующего элемента ИЛИ,1 /а выходы всех элементов, ИЛИ соединены с соответствующими входами блока кодирования порогового отклонения, выходы которого подключены ко входам управления аналого-цифрового преобразователя, сигнальный вход каждого формирователя сигнала является сигнапьным входом устройства. 1 О2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что калдый формирователь сигнала содержит И групп пороговых элементов, трехвходовые элементы ИЛИ, двухвходовые элементы 15 ИЛИ и элементы ЗАПРЕТ, причем входы всех пороговых элементов каждой группы объединены и являгтся сигнальным входом формирователя сигнала, выходы пороговых элементов И-й группы сое- уа динены с первыми двумя входами трехвходового элемента ИЛИ, а выходы нороговых элементов остальных групп под. ключены к первым входам элементов ЗАПРЕТ соответствуницей группы, вто з 14рые входы которых, кроме элементов ЗАПРЕТ 1 И -1) -ой группы, соединены с выходами соответствующих двухвходовых элементов ИЛИ, выходы которых соединены с выходами пороговых элементов двух следующих по порядку групп, а вторые входы элементов ЗАПРЕТ (И)-ой группы соединены с соответствующими выходами пороговых элементов И-ой группы, выходы элементов ЗАПРЕТ соответствующей груп-. пы подключены к первым двум входам трехвходового элемента ИЛИ соответтвующей группы, третий вход кажого из которых соединен с управляющим входом соответствующей группы формирователя сигналов, выходы элементов ИЛИ являются выходами формирователя сигналов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРВ 744616, кл. О 06 Г 15/46, 1978
СмотретьЗаявка
2661667, 05.09.1978
ТАГАНРОГСКИЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ, ГЕЛЕНДЖИКСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ИНСТИТУТА МОРСКОЙ ГЕОФИЗИКИ
КАРАЧЕВЦЕВ ВЛАДИМИР АНДРЕЕВИЧ, САМОЙЛЕНКО АНАТОЛИЙ ПЕТРОВИЧ, СКУБИЛИН МИХАИЛ ДЕМЬЯНОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G05B 23/02, G06F 17/00
Метки: многоканальное, параметров
Опубликовано: 07.03.1982
Код ссылки
<a href="https://patents.su/10-911539-mnogokanalnoe-ustrojjstvo-dlya-kontrolya-parametrov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Многоканальное устройство для контроля параметров</a>
Предыдущий патент: Статистический анализатор
Следующий патент: Устройство для контроля параметров
Случайный патент: Способ получения сложных эфиров