Устройство для контроля параметров

ЮЗ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСКИ 18 ЕСПУБЛИК(51)ю 0 05 ЕТЕН ЕИ П ЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ ие достосозданияроса контГОСУДАРСТВЕН 10 Е ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 742955, кл. 6 06 Е 15/46, 1980.2. Авторское свидетельство СССР .ЬВ 542176, кл. 6 05 В 23/02, 1977,3. Авторское свидетельство СССРМ 328528, кл. 6 06 Р 15/46, 1972.4. Авторское свидетельство СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ(57) Изобретение относится к технике автоматизированного контроля и может быть использовано для контроля параметров,зобретение относится к технике автоматизированного контроля и может быть использовано для контроля параметров, влияющих на условия труда на рабочих местах, и при контроле за техническим состоянием объектов путем сбора и предварительной обработки. информации, поступающей от аналоговых и цифровых датчиков.Цель изобретения - повышенверности качества контроля путемгибкого временного интервала опролируемых параметров.На чертеже показана блок-схема устройства для контроля параметров.Устройство содержит группу из й датчиков 1 параметров, коммутатор 2. генератор 3 импульсов задания временных интервалов, первую схему 4 сравнения, блок 5 индивлияющих на условия труда,и при контроле за техническим состоянием объектов путем сбора и предварительной обработки информации от аналоговых и цифровых датчиков. Введение формирователя длительности импульса, ключей, генератора пачки, узла выделения й-го импульса,: блоков вычитания, блока задания номинальных значений параметров, блока вычисления допустимых приращений параметров, блока памяти, блока вычисления разности и ее модуля, блока задания приращений параметров, блока выделения максима.ьного кода, генератора импульсов задания временных интервалов и блока формирования импульса начала опроса позволяет расширить область применения устройства путем создания гибкого временного интервала опроса контролируемых параметров, 1 ил. кации, блок 6 задания допустимых значений, формирователь 7 длительности импульса, первый ключ 8, блок 9 формирования импульса начала опроса, счетчик 10, генератор 11 пачки из й импульсов, узел 12 выделения й-го импульса, первый блок 13 вычитания,. блок 14 задания номинальных значений параметров, блок 15 вычисления допустимых приращений параметров, блок 16 оперативной памяти, блок 17 вычисления разности и ее модуля, второй блок 18 вычитания, блок 19 задания приращений параметров, второй ключ 20, вторую схему 21 сравнения, блок 22 выделения максимального кода. Датчики 1 подключены к информационным входам коммутатора 2. которнй через счетчик 10 управляется генератором 11 пачки иэ й импульсов. Выход коммутатора 2 соеди 1820362нен с информационным входом первого ключа 8, с вторым информационным входом первой схемы 4 сравнения, с входами уменьшаемого первого блока 13 вычитания и второго блока 18 вычитания, с информационным входом блока 16 оперативной памяти. Выход первой схемы 4 сравнения подключен к управляющему входу блока 5 индикации и через формирователь 7 длительности импульса к управляющему входу первого ключа 8, выход которого является информационным выходом устройства. Разрядный выход счетчика 10 соединен с адресными входами блоков задания номинальных значений параметров 14 и приращений параметров 19, блоков 5 и 6 и блока 16 оперативной памяти, подключенного выходом к входу вычитаемого второго блока 18 вычитания, выход которого соединен с первым информационным входом второй схемы 21 сравнения и с входом вычитаемого блока 17 вычисления разности и ее модуля, связанного входом уменьшаемого с выходом блока 15 вычисления допустимых приращений параметров и с вторым информационным входом.второй схемы 21 сравнения, а выходом с информационным входом второго ключа 20. Выход последнего соединен с информационным входом блока 22 выделения максимального кода, а.управляющий вход - с выходом "больше" второй схемы 21 сравнения, подключенной выходом "меньше или равно" к.входу управления записью-считыванием блока 16 оперативной памяти, Вход вычитаемого блока 13 соединен с выходом блока.14 задания номинальных значений параметров, а выход - с первым информационным входом блока 15, второй информационный вход которого подключен к выходу блока 19. Генератор 11 соединен со счетным входом счетчика 10 и через узел 12 выделения И-го импульса с тактовым входом блока 22 выделения максимального кода. Выход блока 9 подключен к запускающему входу. генератора 11, а тактовый вход - с выходом генератора 3 импульсов задания временных интервалов.Принцип работы устройства для контроля параметров следующий.Протекание технологического процесса на объекте можно оценивать, проводя измерения его параметров. При этом исходя из характера самого процесса можно установить периодичность измерения параметров хмакс, рассчитанную на нормальные условия труда. Всякие изменения влияющих факто- РОВИЭМЕНЯЮт ПЕРИОДИЧНОСтъ Хв, ДЛЯ 8-ГО параметра Хв можно выразить в качестве функции(2) где 1 в - Я-й момент времени, при котором текущее.значение Я-го параметра превосходит допустимое значение Рзд(минимальное допустимое или максимальное допустимое). где Рв(т) - текущее значение Я-го параметра;Рвдоп - допустимое (предельное) значе 5 ние Я-го параметра.Если хв хмвкс, то измерение проводитСЯ ЧЕРЕЗ Хв, ЕСЛИ Хмакс) Хв, ТО ОтСЧЕтЫ НЕОбходимо проводить через период хмакс.Иными словами, в зависимости от степениотклонения текущего значения параметраот допустимой величины меняется интервалего измерения.Группа датчиков 1 через коммутатор 2подключается к входу первого ключа 8, второму информационному входу первой схемы 4 сравнения и входам блоков 13, 18, 16,В момент включения устройства генератор11 генерирует пачку из й импульсов (й -, общее количество датчиков). Счетчик 10производит их подсчет и на своем выходевыставляет двоичный адресный код переключения коммутатора 2 и ячеек памятивсех запоминающих устройств и блока 5 индикации. Каждый датчик 1 подключается ккоммутатору 2 последовательно, поэтомудля каждого контролируемого параметравесь алгоритм работы устройства повторяется. По окончании всего цикла опроса интервал до следующего цикла определяетсярезультатами обработки измерещий, т.к.произвольный Я-Й датчик подключается ккоммутатору 2 через промежуток времени2(й)+ Хз,Рассмотрим алгоритм работы устройствапри подключении к коммутатору 2 произвольного Я-го датчика. Сигнал, снимаемый с3-го датчика и несущий значение Я-го параметра, поступает на входы блоков 8, 4, 13,16, 18. Когда на выходе коммутатора 2 появ 40 ляется сигнал, несущий информацию о значении Я-го параметра Рв(с), то с выходовблоков 6, 14, 19 снимаются все записанныезначения; относящиеся к тому же 3-му параметру. С блока 16 оперативной памяти в45 первый цикл Опроса датчиков снимаютсяноминальные значения контролируемыхпараметров Рзн. Первый ключ 8 заперт и сигнал на выход, устройства не поступает, Ключ8 открывается сигналом формирователя 750 длительности импульса при выполнении ус- ловия(4) где ЬРв - заданное значение приращения двух смежных измерений 5-го параметра;ЬРпр возможное приращение пара метра от номинальной величины;Ь - задаваемая скорость измерения допустимого приращения.Иэ выражения (4) очевидно, что допустимое приращение параметра максимально 55 при условии, когда текущее значение параметра близко к номинальному Рз(1).-ф Рвн. Когда текущее значение отклоняется от номинального значения. ЛРвд уменьшаНа первую схему 4 сравнения с одной стороны поступает сигнал Рв(т), с другой - значение Рвдоп из блока 6 задания допустимых значений. В случае удовлетворения условия (2) появляется сигнал аварии на 5 выходе первой схемы 4 сравнения (импульс положительной полярности), который, воздействуя на управляющий вход блока 5 индикации, приводит к высвечиванию номера 3-го датчика и который в формирователе 7 10 вырабатывает команду (разрешающий импульс) на огкрывание первого ключа 8. При этом время открывания ключа 8 должно быть таковым, чтобы цифровые данные о значении параметра успели пройти на ин формационный выход устройства и передаться по линии связи (это время определяет формирователь 7 длительности импульса). Далее процесс обработки измерений протекает следующим образом. 20В первом блоке 13 вычитания находится отклонениеЬРз=Рв(1)-Рзн (3)25 где Рвн - номинальное значение 8-го параметра, полученное иэ блока 14 задания но- . минальных значений параметров.С выхода блока 13 значение разности, найденное по выражению (3), поступает на 30 первый информационный вход блока 15 вы числения допустимых приращений параметров, где в соответствии со знаком разности происходит выборка значений приращений ЬРпр, верхнего или. нижнего, 35 полученных из блока 19 задания приращений параметров. Также оттуда снимается значение ЬРв заданного приращения двух смежных измерений параметров.В блоке 15 вычисления допустимых при ращений параметров происходит вычисление допустимого приращения . ЬРздоп по формуле ется, Минимального значения оно достигает при условии Рв(1) =Рздоп, т,е, на данном этапе обработки вычислений подходим к критерию, оценка которого позволит изменить интервал опроса датчиков.На вход уменьшаемого второго блока 18 вычитания поступает значение Рз(Ь) и на ВХОД ВЫЧИтаЕМОГО - ЗНаЧЕНИЕ Рв(1 п) ИЭМЕ- рения 3-го параметра на предшествующем цикле измерений из блока 16 оперативной памяти. В блоке 18 находится значениеЬРз(т)=Рв(то)-Рв(тп),где ЬРв(т) - текущее отклонение параметра Рв(Ь) от значения предыдущего цикла измеРений Рв(Ь).Далее процесс обработки измерений происходит в блоке 17 вычисления разности и ее модуля, куда поступают сигналы ЬРздод и ЬР, В нем находится модуль разностиА= 1 ЬРздоп - ЬРв(1)Одновременно во второй схеме 21 сравнения происходит сравнение ЬРвдоп и ЬРз(т). В случае ЬРв(т)ЬРздоп схема выдает управляющий импульс положительной полярности на запись текущего значения в . блок 16 оперативной памяти (вход управления записью-считыванием). При выполнении условий ЬРз(т)ЬРвдоп схема 21 сравнения выдает сигнал на открывание . второго ключа 20 и значение А из блока 17 поступает на информационный вход блока 22 выделения максимального кода, Для каждого датчика весь процесс обработки измерений последовательно повторяется, т.е. в блок 22 последовательно поступают несколько (максимум й) значений А. В нем происходит определение максимального значения и согласно ему через временной интервал (отсчет с начала предыдущего цикла опроса) блок 9 формирования импульса начала опроса вырабатывает запускающий импульс для генератора 11,пачки иэ М импульсов. Импульсы различных временных интервалов от миллисекунд до единиц минут(в зависимости от целевого применения устройства) выдает. генератор 3 импульсов задания временных интервалов.После запускающего импульса с блока 9 в генератор 11 весь цикл опроса датчиков и обработки измерений повторяется.Определением максимального иэ всех значений А выделяем тот контролируемый параметр, который наибольшим образом отклоняется от номинального. Его отклонение ставится в качестве определяющего интер 182036250 вал опроса. Этим создается гибкость временного интервала опроса датчиков.Элементная база устройства выполнена в основном на микросхемах МОП-структуры, Блоки 6, 14, 19 представлены микросхемами К 155 РЕЗ, блок 16 - К 561 РУ 2, коммутатор- схемой К 561 КП 2, блок индикации на дешифраторе - К 514 ИД 1 и светодиодной матрице АЛС 324 Б. Каждая из схем сравнения выполнена на двух микросхемах К 1533 СП 1, Блок 15 реализован на К 1802 ВР 2, а каждый из блоков 13, 17, 18 представлен двумя микросхемами К 555 ИПЗ (К 1533 ИПЗ). . Второй ключ представлен двумя микросхемами К 561 ТМЗ; Первый ключ собран на двух схемах К 176 КТ 1. Формирователь 7 реализован одновибратором К 555 АГ 1. Узел выделения й-го импульса и счетчик 10 представлены микросхемами К 561 ИЕ 10. Блоки 22, 3, 9 построены на микросхемах К 561 ИП 2, К 561 ТМЗ, К 561 ИД 1, К 561 КП 2, К 176 ЛЕ 5, К 561 ИЕ 16. Генератор 11 реализован на схемах К 176 ИЕ 5, К 176 И Е 2, К 176 ЛП 11, К 561 ИЕ 10.Предлагаемое устройство для контроля параметров позволяет повьюить достоверность качества контроля, конструктивно проще по сравнению с аналогичными устройствами, проще в технической реализации и настройке, выполнено в микроэлектронном исполнении, имеет малые габаритные размеры и потребляемую мощность..Формула изобретения Устройство для контроля параметров, содержащее группу из й датчиков параметров, коммутатор, первую и вторую схемы сравнения, блок индикации, блок. задания допустимых значений параметров и счетчик, разрядный выход которого подключен к разрядному информационному входу блока индикации и к адресным входам блока задания допустимых значений параметров и коммутатора, группа информационных входов которого соединена с выходами датчиков параметров группы, а выход блока задания допустимых значений связан с первым входом первой схемы сравнения, о тл ичающееся тем,что,сцельюрасширения области применения устройства путем создания гибкого временного интервала опроса контролируемого параметров, оно содержит формирователь длительности импульса, первый и второй ключи, генератор пачки из й импульсов, узел выделения М-го импульса, два блока вычитания, блок задания номинальных значений параметров,5 10 15 20 25 30 35 40 45 блок вычисления допустимых приращений параметров, блок оперативной памяти, блок вычисления разности и ее модуля; блок задания приращений параметров, блок выделения максимального кода, генератор импульсов задания временных интервалов и блок формирования импульса начала опроса, тактовый вход которого соединен с выходом генератора импульсов задания временных интервалов, информационный вход - с выходом блока выделения максимального кода, а выход - с запускающим входом генератора пачки из Й импульсов, подключенного выходом к счетному входу счетчика и через узел выделения й-го импульса к тактовому входу блока выделения максимального кода, выход коммутатора соединен с информационными входами первого ключа и блока оперативной памяти, с входами уменьшаемого первого и второго блоков вычитания и вторым информационным входом первой схемы сравнения, выход которой подключен к управляющему входу блока индикации и через формирователь длительности импульса к управляющему входу первого ключа, выход которого является информационным выходом устройства, разрядный выход счетчика. соединен с адресными входами блока задания номинальных значений параметров и приращений параметров и блока оперативной памяти, подключенного выходом к входу вычитаемого второго блока вычитания, выход которого соединен с первым информационным входом второй схемы сравнения и входом вычитаемого блока вычисления разности и ее модуля, связанного входом уменьшаемого с выходом блока вычисления допустимых приращений параметров и с вторым информационным входом второй схемы сравнения, а выходом - с информационным входом второго ключа, выход которого соединен с информационным входом блока выделения максимального кода, а управляющий вход - с выходом "Больше" второй схемы сравнения, подключенного выходом "Меньше или равно" к входу управления записью-считыванием блока, оперативной памяти, вход вычитаемого первого блока вычитания соединен с выходом блока задания номинальных значений параметров, а выход - с , первым информационным входом блока вычисления допустимых приращений параметров, второй информационный вход которого подключен к выходу блока заданияприращений параметров,1820362 тавитель А. Куцакоред М.Моргентал едактор Т. Федотов орректор Шмакова Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород,.ул.Гагарина, 1 Заказ 2030 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5