Устройство для контроля параметров

Союз Советск ихСоциалистическнхРеспублик О П И С А Н И Е 111734723ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритетпо делает изобретений н открытийОпубликовано 15,05.80, Бюллетень ЛЪ 18 Дата опубликования описания 2005, 80(71) Заявитель Пензенский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ Изобретение относится к областиконтрольно-измерительной техники иможет быть использовано для автоматического контроля и измерения в цифровом виде параметров промышленныхустановок,Известно устройство, содержащеедатчики, нормализующие блоки, коммутаторы, аналого-цифровой преобразователь, блок задания уставок, блок обнаружения отклонений, блок регистрации 1.Недостатком этого устройства является большое время обнаружения отклонений, низкая надежность и сложностьпри использовании прецизионных комму 15таторов, построенных на контактныхэлементах, и малая точность - прииспользовании коммутаторов, построенных на аналоговых электронных ключах.Наиболее близким по техническойсущности к данному изобретению является устройство для контроля параметров,содержащее датчики, соединенные черезнормализующие блоки с входами коммутатора, выход которого соединен с входом цифроачалогового преобразователяи с первым входом блока обнаруженияотклонений - блока сравнения, второйвход которого соединен с выходом блока задания программы, а выход - свыходиым коммутатором, выходы которого соединены с узлом блокировки исигнализации, выход аналого-цифровогопреобразователя соединен с блоком регистрации, а блок управления - с управляющими входами коммутаторов и с входсм программного блока 21,Недостатком такого устройства является большое время обнаружения отклонений и низкая надежность. Такое построение устройства, которое сочетаетв себе измерение параметров в цифровом виде и сравнение с уставками,задаваемыми в аналоговом виде, требует наличия прецизионных аналоговыхкоммутаторов для подключения сигналовс датчиков и уставок к блоку обнаружения отклонений. Однако построение коммутаторов на контактных эпементахограничивает быстродействие устройстваи снижает его надежность. Построениекоммутаторов на электронных аналоговых ключах снижает точность контроляиз-аа разброса и нестабильности, характеристик ключей коммутаторов. Крометого, использование нескольких прецизионных коммутаторов усложняет устройство.Белью изобретения является увеличение быстродействия и точности устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для контроля параметров, содержащее блок памяти, выход которого подключен ко входу узла блокировки и сигнализации, блоки сравнения, датчики, выходы которых подключены ко входам нормадизующих блоков, коммутатор,выход которого через последовательносоединенные дифференциатор и первыйэлемент И подключен ко входу блока регистрации, и счетчик импульсов, счетныйвход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, первый выход -со входом цифроаналогового преобразователя и со вторым входом первого элемента И, а второй выход - с первым и вторым входами блока управления, третийвход которого соединен со вторым выходом генератора импульсов, а первый ивторой выходы - с управляющими входами коммутатора, введены второй элементИ, формирователь импульсов опорного напряжения и сумматоры, первые входы ко-торых соединены с выходом цифроаналогового преобразователя, а вторые входы -с соответствующими выходами формирователя импульсов опорного напряжения, третий выход блока управления подключенк управляющему входу формирователяимпульсов опорнОго напряжения и ко входу сброса счетчика импудьсов, выходысумматоров соединены с первыми входами соответствующих блоков сравнения,вторые входы которых подключены к выходам нормализующих блоков, а выходык информационным входам коммутатора,соединенного выходом с первым входомвторого элемента И, второй вход которого подключен ко второму выходу блокауправления, а выход- ко входу блока памяти.На фиг. 1 изображена блок-схемапредлагаемого устройства на фиг. 2 -временные диаграммы, поясняющие егоработу,Устройство содержит датчики 1, нормализуюшие (доки 2, блоки сравнения 3,723коммутатор 4, дифференциатор 5, первый6 и второй 7 элементы И блок регистрации 8, блок памяти 9, узвд блокировкии сигнализации 10, сумматоры 11 с регулируемыми весовыми коэффициентами,состояцие из операционных усилителей12, резисторов 13 и потенциометровзадания уставок 14, 1414, формирователь импульсов опорного напряже 1 о ния 15, цифроаналоговый преобразователь(БАП) 16, счетчик импульсов 17, генератор импульсов 18, общий узел управления 19 с выходами 20, 21 и узлы 22и 23 управления коммутатором, причем 15 узлы 19,22 и 23 образуют блок управления 24.В устройстве количество параметровконтроля равно гй каждый из параметровсравнивается с К уставками; параметры 1 о преобразуют в код л 4 етодом развертывающего уравновешивания; количество шаговпреобразования равно ИУстройство работает следующим образом.С выхода генератора 18 на вход счетчика 17 с полным циклом пересчета,равньгм И, поступают тактовые сигналыИ 1 (см. фиг, 2 р). По окончании каждого полного цикла пересчета счетчика 17на вход узла 19 поступает импульс переноса (фиг. 2,б). С выходов 20, 21поступают сигналы "Разрешение контроля" Р.КОНТР, (см. фиг. 2,6 ) и "Разрешение измерения" Р.ИЗМ, (см, фиг. 2,2).55 С приходом на вход узда 19 сигналапереноса с выхода счетчика 17 выдается сигнал Р.КОНТР. и снимается сигналР.ИЗМ. Сигнал Р.КОНТР поступает насброс счетчика 17 и в течение контроля 4 О счетчик находится в сброшенном состоянии. Период работы счетчика равенТ= Т, + Т,=(К и) лТ,где Т - длительность одного такта(см. фиг. 2, );45 Тк - длительность контроля:Тй - длительность измерения.В течение этого времени в устройствепроисходит: а) при появлении сигналаР,КОНТР. - сравнение каждого из параметров с уставками б) при появлениисигнала Р, ИЗМ. - преобразование одногоиз параметров в код. При появлениисигнала Р.КОНТР, с выходов формирователя 15 поступают импульсные сигналы 04, 0,0, (фиг, 2,д ), Индексы означают номера тактов контроля. Амплитуды импульсов равны опорному няпрящщ1жению Ооп, Сигналы О 4,О Ор, посту71472 ) 11 леОт ца входы суммдт 0)ов 1 1 Гдк кдкВ ЭТИ МОМ .ЕЕТЫ ВРЕМЕНИ )ЕДПЕ)ЯЖЕЕЕИЕпоступдюшее с выхода КАП 16, равнонулю (ЦАП преобразует код с выходасчетчика 17 В напряжение, а при контропе в счетчике, хранится нулевой код),то напряжение на Выходах сумматоров 11Кбудет равно О = Х О, 01Е:1ЕО фовку "д цзобр.,тецця о) эд; )ее - ..в,одеЕ)жсэеее 0 еОке 3 ея евелО которо го еОДкек)ч ен е(0 е)хОДу:ил блокиое) кц ее сеегнализаце и б)се(ц сп е н) тцгде с)с = -- коэффициенты передачи сумматоров 11 по Е -ым вхс)- дам (весовые коэффициенты),О - импульсь. опорного напряжения 4 -го такта контроля. 5 На каждый параметр контроля приходится один сумматор 11, а уставки 0.50, Ое, для этого параметра задают регулировкой соответствуюших потенциометров 141,14, 14 с сумматоров таким об разом, чтобы с 0=0,5 "АО = Е.). Таким образом, при появлении сигнала Р,КОНТР. на 1, 2, к тактах контроля с выходов сумматоров 11 на входы блоков 3 поступают напряжения, равные соответственно уставкам ., О, )(.) (см. фиг. 2,эк )Работой коммутатора 4 при контроле управляет узел 22 (на его упраьпяюшийе вход поступает .сигнал Р.КОНТР. ). Так з 0 ,как результаты сравнения параметров с уставками поступают с выходов блоков 3 в виде двухпозиционных сигнадов уровней логических "О" и1", то коммутатор 4 строится на логической элементной базе и обдадает высоким быстродействием. Узел 22 в моменты времени приведенные на фиг. 2, последовательно настраивает коммутатор 2 на различные адреса контроля с частотой сигна 40 лов, поступаюших с второго выхода генератора 18. При отклонении параметров От нормы на управляеоший вход элемента И 7 поступают сигналы сравнения уровня логической 1 . При этом с вы 45 хода узла 22 через элемент И 7 в блок 9 и узел 10 проходят адреса парамет- РОВ КОНТРОЛЯМИ ВЫШЕДШИХ ИЗ ЕЕО)ЭМЬЬПо окончании контроля с выхода узда 19 поступает сигнал Р. ИЗМ. и счетчик50 17 начинает пересчет импульсов И 1. ЦАП преобразует последовательность кодов, поступаюших с выхода счетчика 17 в напряжение развертки Ор (см. фиг.26).55 В эти моменты времени с выходов Формировлтеля 15 на входы сумматоров 11 поступают напряжения, равные труню. Поэтому с выходов сумматоров 11 на е 1 х Одея блоков ) и Ос ту пает еел пря )(01 пееэффпгредлц С.ммлторов 11 по входдке, ккоторым поеклюееее ЦАП, равен 1",Прц цзмереенпе е(оммутлтор 4 управля "тся узлом 2 д (цл упрдвляюшцц вход блока пос.туплст сигнал Р. ИЗ)"е. ). В течсние времеци Измерения Т узсе 23ндстрдцвдет коммутатор цд адрес, покоторому осушествпяется преобразованиеочередного парам:.тра в код. Нл том шагепреобрлзовдцця, цд котором напряжениеразвертки пересекает уровень напряжения,посту.пдюшего с Выхода соответствуюшегодатчика 1, нд выходе деефферещеедтора 5появляется сигнал и результдт преобразования (соответствуюший код с выходасчетчика 17) через э,еемееет И б поступает в блок регцстрдевц 8,Предлагаемое устройство отличаетсяот прототипа, так как такое построениеустройствл сочетспошее в себе изм"рение параметров в цифровом виде и сравнение еех с устдвкдмикоторые заддюеся в аналоговом виде путем регулирования Весовых коэффцеиееет(эв сумматоров(регупцрованцем соотвстствуюшеех потенциометров задания уставок) позволяетобойтцсь без цспопьзовлнця прецизионных дцалоговь.х коммутаторов. Б устройСТВЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ КОММУТДТОР ДВУХПОЗЕЕциоцных сигнлпсв уровней логическихО" и1", построенный нд логическойэлементной Сазе и облддлюший большойнадежностью переключений ц быстродействием. Если использование е(оммутатсРОВ ПОСТЕ)ОЕННЫХ НЛ КОНТДКТЦЫХ ЭЛЕМЕЕЕТЯХограничивает надежность и быстродействие устройств автоматического контро ея,а коммутаторов, построенных цл лндлоговых электронных ключах - точность контроля то примеееееце лОГической схемыкоммутации (прц сохрднеееш дцдлоговогоспособа задания устлвок) приводит ксушественному повыэцеццео точности, цадежности и быстродействия. Кроме того,нет необходимости использования раздельных коммутаторов для подключенияпараметров ц устлвок к блоку обцдрух(ения отклонений, а в устройстве цспользуЕТСЯ ОДЕ(И КОКМУТЛТОР ТО П)НВОДЕЕТ Купрошенеею уст)эойствд, 7 734723 8 ки, выходы которых подключены ко вхо- ды с соответствующими выходами фордам нормализуюших блоков, коммутатор, мирователя импульсов опорного напряжевыход которого через последовательно ния, третий выход блока управления подсоединенные дифференциатор и первый ключен к управляющему входу фовходу формироваэлемент И подключен ко входу блока теля импульсов опорного напряжения и регистрации, и счетчик импульсов, счет ко входу сброса счетчика импульсов, ный вход которого соединен с первым выходы сумматоров соединены с первы- выходом генератора импульсов, первый ми входами соответствующих блоков сраввыход - со входом цифроаналогового нения, вторые входы которых подключены преобразователя и со вторым входом 10 к выходам нормализуюших блоков, а вы, первого элемента И, а второй выход - ходы - к информационным аходам коммус первым ивторым входамп блока управ- татора, соединенногл выходом с первым ления, третий вход которого соединен со входомвторого элемента И, второй вторым выходом генератора импульсов, вход которого подключен ко второму а первый и второй выходы - с управ выходу блока управления, а выход - ко ляюшими входами коммутатора, о т л и- входу блока памяти. ч а ю щ е е с я тем что с целью. уве- Источники информацииЭ личения быстродействия и точности уст- принятые во внимание при экспертизе ройства, в него введены второй элемент 1. Авторское свидетельство СССР И, формирователь импульсов опорного 20368610, кл. 006 Г 15/46, 1971. напряжения и сумматоры, первые входы 2, Шенброт И. М. Машины централи- которых соединены с выходом цифроана- зованного контроля, М., "Энергияф, 1966, логового преобразователя, а вторые вхо- рис. 2 (прототип)73 1723 г ут ц Уу иг. Составитель В. Диановедактор Н, Каменская Техред Н, Ковалева Корректо 11 акаренко аз Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна 090/52 Тираж 75 БНИИПИ Государственногопо делам изобретен 113035, Москва, Ж,1 Под пис ноекомитета СССРй и открьггийРаушская наб., д. 4