Интегрирующее устройство

СОКИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ИР 01) 6796 А Во,о 8 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Л.А.Иванов и А.СвКузнецов (71) Специальное конструкторское бюро систем промышленной автоматики Чебоксарского производственного объедине. ния тПромприбор(56) 1. Сье 21.7, ПаСепЬВа 11 ВЕ 325. АцздаЬе АргЮ,1968. Рекламный проспект Фирмы "Награди цпй Вгацп" (ФРГ) .2. Отечественный каталог и фирменный каталог ИАТ и вЕпегдо 1 пчевС" (СФРЮ.) .3. Шидлович Л.Х. и др.,"Блоки динамических преобразованийф.-"Механизация и автоматизация производстваф, 1979, 9 5 (прототип).(54)(57) ИНТЕГРИРЛЩЕЕ УСТРОйстВО, содержащее реверсивный счетчик, входы сложения и вычитания которого через логический переключатель, группа управляющих входов которого является группой управляющих входов устройства, соединены с источником импульсов, а разрядные выходы являются выходами устройства и подключены через эле" менты И группы к входаМ запоминающегорегистра, вторые входЫ элементов Игруппы соединены с выходом Формирователя импульсов, входом подключенногок первому выходу порогового блока,вход которого соединен с выходом блока питающего напряжения, а второйвыход подключен к первому входу Формирователя, второй вход которогоявляется установовчным входом интегрирующего устройства, а выходы подключены соответственно к установочному входу реверсивного счетчика ивходу разрешения считывания запоминающего регистра, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощенияустройства и повышения надежности, вРвведены блок памяти, группа элементов ИЛИ и элемент И, входы которогосоединены соответственно с установочными.входам устройства,вторыв выходом соро- (гового блока и одним из выходов формирователя,а выход подключен к входу раз- Ярешения считывания блока памяти,первые входы элементов И группы сое,динены.с выходамн блока памяти, вто- ф)рые входы - с выходаю запоминающегорегистра, а выходы подключены к входам уставки реверсивного счетчика. ф)Изобретение относится к техникеавтоматического регулирования и можетбыть также применено в вычислительной технике.Известен интегрирующий блок, входящий в агрегатный комплекс "сопго - 5п 1 с", содержащий моторный интегратор,значение выходного сигнала которогоопределяется положением подвижнойсистемы электродвигателя, котороене сбивается как при отсутствии, так 10и во время переходных процессов выключения - включения электропитанияблока 13."ьИ э вестны и нтегрирующи е блоки, пред назначенные, в основном, для ввода задания в регулятор от вычислительной машины, содержащие счетчик, а также входной регистр со схемой управления, образующие интерФейсный узел, обеспечивающий прием информации от шины данных вычислительной машины и перезапись принятого информационного цифрового сигнала в. счетчик ( 2 .Однако эти интегрирующие блоки не обладают свойством восстановления информации после перерыва электропитания.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является интегрирующее устройство, содержащеереверсивный счетчик с раздельнымивходами сложения и вычитания, подключенными через логический переключа-.тель к источнику импульсов, с общимвходом сброса и отдельными для каждо-З 5 го разряда входами установки фединиц, запоминающий регистр, выполненный на трансформаторах с сердечниками из феррита с прямоугольной петлей гистереэиса, сохраняющий ин Формацию при отсутствии электропитания, с информационными входами, подключенными через соответствующие элементы И к выходам разрядов реверсивного счетчика, с выходами раэря" дов, подключенными к соответствующим входам установки фединицф реверсивного счетчика, и с общим входом разрешения считывания, триггер Имидта, вход которого сбединен с блоком питания, а выходы - с динамическими входами запуска первого и второго Формирователей,причем, выход первого формирователя подключен к вторым входам элементой И, а первый,.и втоРой . выходы второго формирователя подключены соответственно к входу сброса Реверсивного счетчика и к входу разрешения считывания запоминающего регистра. Источник импульсов снабжен входом аналогового сигнала, преобра-; 60 зователем сигнала в частоту (ПНЧ), генератором импульсов высокой частоты и входами логического управления передачей той или иной частоты иа тот . или иной выход. 65 К выходу реверсивного счетчика подключены также цифро-аналоговый преобразователь, выход которого является аналоговым выходом блока, и первая и вторая схемы сравнения кодов, ко вторым входам которых присоединены источники фиксированных кодов Р, и П, соответственно, а выходы - к шестому и восьмому входам управления источника импульсов, соответственно. Кроме этого, интегрирующий блок снабжен двумя компараторами и двумя вентилями, причем неинвертирующий вход первого компаратора и инвертирующий вход второго компаратора соединены между собой и с первой клеммой, вторые входы первого и второго компараторов подключены через первый,и второй органы масштабирования к второй и третьей клеммам соответственно, а выходы - к пятому и седьмому входам управления источника импульсовчерез первый и второй вентили соответственно.Интегрирующее устройство обеспечивает воэможность быстрой установкивыходного сигнала на требуемый (например, по условиям безопасности работы системы, в которой он используется) уровень, установленный первым или вторым органом масштабирования, либо являющийся верхним или нижним пределом изменения выходного сигнала 33.Однако при использовании интегрирующего устройства и системах автоматического регулирования или управления часто вознкает необходимость быстрой установки его выходного сигнала на какой-либо другой уровень. Например, если интегрирующее устройство используется в качестве выходного блока программного (по времени) эадатчика регулируемого параметра, то для регулируемого параметра обычноназначены сравнительно узкая рабочая область значений, границы которой могут быть установлены органамимасштабирования интегрирующего устройства, а также фиксированное начальное (безопасное) минимальное значение, с которого начинают увеличивать параметр в начале процесса и до которого следует быстро уменьшить параметр при возникновении аварийной ситуации, причем это начальное значение ниже нижней границы рабочей области, но выше нулевого значения. Быстрое уменьшение его выходного сигнала до нижней границы рабочей области, установленной вторым органом масштабирования, обеспечивается путем подачи логического сигнала определенного уровня на третий вход управления источника импульсов, а дальнейшее уменьшение - путем подачи логического сигнала определенного уровня также на второй вход второго вентиля, т.е. с использованием двухвнешних логических сигналов, причем динен с блоком 9 пи тающего напряжеп екращение уменьшения выходного сиг- ния, инверсный выход 10 - с динамирнала в момент достижения им упомяну- ческнм входом запус фтого начального значения может быть 11 импульОов к выходу которого подобеспечено снятием в этот момент ключены вторые входы Гру пп элементовлибо первого, либо второго из этих 5 И 6, прямой выход 12 - с динамическимлогических сигналов, однако само входом 13 запуска Формирователя 14,интегрирующее устройство не содержит к первому выходу 15 к Ро5 ото го подклютехнических средств для автоматичес- чен .общий вход 17 с рб оса счетчика 1, ккого выполнения этой операции, так второму выходу 16 - общий вход 18о требует я совместное использова разрешениясчитывания регистра 5,Я Яс нтегрирующим устройством по блок 19 памяти, выходы разрядовхо амикра не меайней мере внешнего компаратора, которого соединены с вторыми э дЦель изобретения в . упрощение уст- группы элементов ИЛИ 7, общи ходй вройства и повышение его надежности. разрешения считывания 20 - с выходомПоставленная цель достигается 45 элемента И 21, первый вход кОтороготем, что в интегрирукицее устройство, соединен с клеммой 22, второй входсодержащее реверсивный счетчик, входы с прямым выходом 1 рсложения и вычитыч тания которого через вход - со вторым выходом 1 б Формиро-логический переключатель, группа управ- вателя 14, а формироватляющих входов которого является груп вторым динамическим входом 23 запуска,к клемме 22 являющейсяпой управляющих входов устройства, подключенным к клеммесоединены с источником .импульсов, а установленньи входом устройства.разрядные выходы являются выходами . Формирователь 11 импульсов предустройства и подключены через элемен- ставляет собой одчовибратор.ты И группы к входам запоминающего 5 Формирователь 14 выполнен любым изрегистра, вторые входы элементов И известным образом так, что при любыхгруппы соединены с выходам формирова", фиксированных логических уровнях нателя импульсов, входом подключенного входах он выдает на обоих выходахк первому выходу порогового блока, уровня О , а по0а положительный ска-.чок льбого из входных сигналов вызыта его нап яжения, а второй вает появление одиночного импульсао 1 сначала на выходевыход подключен к первому входу 4 ор" с уровнем сн чмирователя, второ вход к орт ой вход которого явля, а затем - на выходе 16, например,ется установочным входом интегрирую- он содержит схему ИЛИ, входы котой а выходы подключены рой являются входами 13, 23, а выходновиб асоответственно к установочному входу 5 соединен с входом первого однови рареверсивного счетчика и входу разре- тора, выход которого является анкошения считывания запоминающего ре дом 15, и через элемент задержкигистра, введены блок памяти, группа с входом второго одновибратора, выэлементов ИЛИ и элемент И, входы ко- ход которого является выходом 16.торого соединены соответственно с 40 Запоминающий регистр 5 выполненустановочным входом усто ом устройства, вто- на запоминающих элементах, сохраняврым выходом порогового блока и одним щих записанную информацию при отсчтиз выходов Формирователя,ователя а выход ствии электрического питания, такиМоду разрешения считы- образом, что подача импульса с уювподключен к входуй вхо 18 аз-,вания локб а памяти первые входы эленем 1 . на его общи вх д ртк аз ементов группыИ пы соединены с выходами решения считывания приводи р ра и к выблока памяти, вторые вхорые входы - с выхо- шавщему считыванию информ цидами запоминающего реющего регистра а вы- даче на выходах всех тех разрядов,овинхо подключены к входамд одам уставки ре- в которые ранее были записаны урх ды д одам1, после чего до повторной запиверсивного счетчика. 50овнииэоб ажена Функциональ- си во всех разрядах хранятся уровНа чертеже иэо ражная по ача имная схема интегрирующего устройства. 0 , так что повтор дИнтегрирующее устро ство сойство содер- пульса раэреаения считывания не призо-н мизжит реверсивный счетчик ., к ртчик 1 к раздель-:дит к появлению импульсов ни на од оным входам 2 сложения и 3 вычитания выходовЮ ., и на всех этих. выоедннены соответствую- ходах сохраняются уровни 0.которого присоедннест 5 может предие выходы логического переключате- , Например, реги рщие выходыля 4, запоминающий регистр с ин р 5 фо - ставлять собой линейку запоминающих(Э -1 ) подклю" трансформаторов. с сердечниками измационными входами ( тьной петлейченными через группу эуппу элементов И 6 материала с прямоуголам аз ядов (д +Щ реверсив гистереэиса. В этом случае дые вхо1 + 9 Э в ; Э могут представлять собой одниного счетчика 1, и с выходами+ М тгие выво-.их азрядов, подключен- , выводы обмоток записи, -другие выв - .соответствующих разряд в,подключены к. общей шинез пп элементов ИЛИ 7 к ды которых подключеограничительное сопротивлевходам уставкив .55 - счетчика 1, по- черезия; Выхо9 могут представлятьроговый элемент 8, вход которого сое 65 ния; Выходысобой одни выводы обмоток чтения, другие выводы которых подключены к общей шине, а выход С может представлять собой один вывод общей обмотки трансформаторов, другой вывод которой поцключен через ограничи тельное сопротивление к общей шине.Блок 19 памяти в простейшем случае может представлять собой контактное устройство, позволяющее устанавливать соединения каждого из 10 выходов со входом Снапример, путем установки. между ними съемных перемычек, В более сложном случае оно может. представлять собой запоминающий регистр, принимающий инфор мацию с дополнительного цифрового входа интегрирующего блока (не пока" зан) . ИнтеГрирующее устройство работает следующим образом.При наличии нормального напряжения питания, поданного извне наблок 9 питания, последний создаетна входах питания всех узлов блоканормальные для их работы напряжения,а на входе порогового элемента 8 -напряжение, превышающее его порогсрабатывания, при этом на выходе 12порогового блока имеет место фиксированный уровень 1, которыйне приводит в действие по динамическому входу 13 формирователь 14, ноявляется разрешающим уровнем дляэлемента И 21 по ее остальным вкодам. На выходе 10 порогового блока8 имеет место фиксированный уровеньОф, который не приводит в действие формирователь 11, на выходе которого имеет место уровень 0. Основную часть .времени работы блока 40на клемме 22 с помощью внешнего средства поддерживается уровень Оф, не приводящий в действие формирователь 14 по его динамическому входу 23 и создающий с помощью элемента И Д 5 21 на входе разрешения считывания Сблока 19 памяти уровень Оф, запрещающий считывание его содержи.-. мого. При этом на выходах 15 и 16 формирователя 14 имеют место уров ни 0, а на всех установочных входах Б, й счетчика 1 - уровни О. не препятствующие его действию по счетным входам сложения и вычитания, и счетчик изменяет свой выходной цифровой сигнал 1) в соответствии с количествами импульсов, поступивших раздельно во времени на входы сложения и вычитания. Разрешение выдачи источником 4 импульсов на тот или иной его выход создается логичес,- кими сигналами Р, , поступают(ими иа входы логического управления 24, выходной цифровой сигнал Р счетчика 1 либо непосредственно используется как выходной сигнал интегрирующего блока, либо подается на выходную клемму через цифро-аналоговый преобразователь.При исчезновении электропитания интегрирующего блока выходные напряжения, создаваемые блоком 9 питания на его выходе 25 Од некоторое время сохраняются в допустимых пределах для работы узлов блока В течение этого времени входное напряжение порогового блока 8 снижается до его порога отпускания, при этом напряжение на его выходе .12 скачком принимает уровень ф 0, т.е. совершает орицательный скачок, на который формирователь 14 не реагирует, а на выходе 10 - уровень 1 ф, т.е. совершает положительный скачок, в ответ на который формирователь 1 выдает импульс, поступающий на вторые входы схем И 6, и разрешающий передачу выходных уровней 1 на соответствующие информационные входы Э -1 У., запоминающего регистра 5, где эта информация записывается в виде соответствующих физических состояний рабочих элементов разрядов, например, в виде определенных магнитных состояний сердечников, и сохраняется все время, пока отсутствует электропита . ние блока.При восстановлении электропитания блока напряжение на входе порогового блока 8 нарастает и в момент достижения им порога срабатывания сигнал на выходе 10 совершает отрицательный скачок, на который формирователь 11 не реагирует, а сигнал на выходе 12 совершает положительный скачок, в ответ на который формирователь 14 сначала выдает импульс на выходе15, который сбрасывает в Оф все разряды счетчика 1, а затем импульс на выходе 16, который разрешает считывание состояний всех разрядов запоминающего регистра 5, но не проходит через элемент И 21, так как пока предполагается, что сигнал Р = Оф, поэтому на входах группы элементов ИЛИ 7, соединенных с выходами блока 19 памяти, имеют место уровни О, не препятствующие прохождению через группу элементов ИЛИ импульсов, возникающих на их других входах при считывании единичных сос.тояний регистра 18, так что эти импульсы поступают на установочные входы 3 -:В счетчика 1 и восстанавливают то же состояние счетчика, ко,торым он обладал до перерыва электропитания блока. Таким образом восстанавливается значение выходного сигнала блока. Отметим, что вследствие указанного выше выполнения запоминающего регистра 5 с разрушающим считыванием после считывания и по крайней мере до восстановления электропитания блока во всех разрядах1016796 10 НИИПИ Заказ 3387/48 Тираж 706 Подписно Филиал ППП "Патентф, г, Ужгород,ул,Проектная,запоминающего регистра 5 хранятся фнулевыеф логические значения.Блок 19 памяти доступен для записи в него кода, например, путем установки перемычек в соответствующие положения. Например, в него записан 5 код Э , соответствующий значению выходйого цифрового сигнала счетчика 1, которое считается фнулевымф значением выходного сигнала блока.При подаче на клемму 22 импульса с уровнем ф 1 ф фронт"этого импульса запускает цо входу 23 формирователь 14, который аналогично тому, как он действует при восстановлений электропитания блока, выдает сначала им пульс на выходе 15, сбрасывающий все разряды счетчика 1, а затем импульс на выходе 16., который прокодит через элемент И 21, фоткрытуюфф для него единичными уровнями, действующими на остальных входах, и возбуждает выходы разрядов блока 19 памяти, в которых записаны уровни фф 1. Активизированный таким образом код Эо проходит через группу элементов ИЛИ на входы5 Ф 5 рсчетчнка 1 и устанавливает код0 на выходе счетчика 1. Для .указанного действия блока, вызываемого подачей импульса на клемму 22, этотимпульс должен иметь длительность,достаточную для того, чтобы формирователь 14 выдал импульсы по обоимсвоим выходам, что не представляетзатруднений,Таким образом, интегрирующее устройство обеспечивает возможностьбыстрой установки выходного сигналаблока на произвольный уровень путемподачи импульса на клемму. 22 независимс от имеющейся велчины этого сигнала и независимо от прочных сигналовлогического управления..Предлагаемое интегрирующее устройство может найти применение в составе агрегатного комплекса электричес"ких средств регулирования госурарстг.венной системы приборов и средств ав,томатизации технологических процессов (ГСП).