Резервированная термоизмерительная система

.8)льный ки систес. 8.идетельство омплексмы управл св 06 о Я ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ Р 439814, кл. О Р 11/20, 1972(54)(57)РЕЗЕРВИРОВАННАЯ ТЕРМОИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, содержащая в каждом из двух измерительных трактов.аналого-цифровой преобразователь сузлом самоконтроля, выход которогосоединен с первым входом элементаИЛИ, коммутатор, первый выход которого соединен с первым измерительным входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход - с первымвыходом рабочего. узла термокомпенсации, второй выход которого соединенс вторым измерительным входом аналого-цифрового преобразователя, и 3151) О 05 О 23/19 О 06 Р 11/201 Н 05 К 10/О термодатчики, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, она содержит перекдючатель резерва и в каждом измерительном тракте контрольный узел термокомпенсации и алгебраический сум матор, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с соответствующим входом переключателя резерва, подключенного выходами к управляющим входам аналого-цифровых преобразователей и коммутаторов и вторым входом алгебраических сумматоров соответствующих измерительных трактов, первый вход коммутатора соединен с вторым выходом коммутатора, второй вход - с Я первым выходом контрольного узла термокомпенсации, остальные входы - с одноименными входами коммутатора другого тракта и выводами термодатчи- %иана ков, первый вход алгебраического сумматора соединен с выходом аналог цифрового преобразователя, второй измерительный вход которого соединен с вторым выходом контрольного узла термокомпенсации.Изобретение относится к информационно-измерительной технике, и может найти применение в информационно-измерительных системах и информационно-измерительных комплексахавтоматизированных систем управления технологическими процессами,работающих н непрерывном режиме.Известно устройство для измерения и контроля различных параметровсодержащее датчики и задатчики эталонных параметров, подключенные через коммутаторы и преобразователик блокам обработки результатов конт-роля, Для повышения надежности устройства используется горячее резервирование основных узлов 1 .Недостаток устройства состоит итом, что в нем не обеспечивается пос.тоянный контроль неисправности всехузлов резервного оборудования, чтоснижает надежность, так как не исключается возможность переключенияна неисправный резерв,Наиболее близкой по техническойсущности и достигаемому результату 25к предлагаемому является многокаальная измерительная система с резернированием, содержащая аналогоцифровой преобразователь с узломсамоконтроля и и -каналов, каждый изкоторых содержит резервируемыйаналого-цифровой преобразователь сузлом самоконтроля, коммутатор, сое,диненный с резервным и резервируемым аналого-цифровым преобразователем, элементы И, ИЛИ, триггер, узелпереключения коммутирующих элементов. Резервный аналого-цифровойпреобразователь АЦП включается вработу лишь н случае неисправностиосновного 2 1, 4 ООднако узел переключения коммутирующего элемента и сам коммутирующий элемент при исправной работеосновного йЦП не контролируется,что снижает надежность системы в 45целом. Кроме того, при использовании в качестне датчиков термоэлектрических термометров (термопар ) невозможно контролировать точностьизмерений с помощью калибровочных 5 Осигналон,. как предлагается в изнест.ной системе, так как в измерительной цепи н данном случае присутствует узел термокомпенсации ЭДС"холодных" спаев термопар. Узел термокомпенсации вырабатывает компенсирующую ЭДС, величина которой зависит от температуры среды, н которойнаходятся "холодные" спаи термопар,и, таким образом, не может контролироваться с помощью наперед заданной устанки.Цель изобретения. - повышение надежности системы за счет постоянногоавтоматического контроля неисправ"ости как основного так и резервного 65 оборудования, а также за счет введения н систему контрольного узла термокомпенсации и сравнения результатон измерения ЭДС, вырабатываемыхрабочим и контрольным узлами термокомпенсации,Указанная цель достигаетсятем, что н резервированную измерительную систему, содержащую н каждомиз двух измерительных трактов аналого-цифроной преобразователь с узломсамоконтроля, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ,коммутатор, первый выход которогосоединен с первым измерительным входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход - с первым выходомрабочего узла термокомпенсации, второй выход которого соединен с нторым измерительным входом аналого-цифрового преобразователя, и термодатчики, введены переключатель резерваи в каждый измерительный тракт контрольный узел термокомпенсации и алгебраический сумматор, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединенс соответствующим входом переключа -теля резерва, подключенного выходами к управляющим входам аналогоцифровых преобразователей и коммутаторов и вторым входам алгебраических сумматоров соответствующихизмерительных трактов, первый входкоммутатора соединен с вторым выходом коммутатора, второй вход - спервым выходом контрольного узлатермокомпенсации, остальные входыс одноименными входами коммутаторадругого измерительного тракта ивыводами термодатчиков, первый входалгебраического сумматора соединенс выходом аналого-цифрового преобразователя, второй измерительныйвход которого соединен с вторым выходом контрольного узла термокомпенсации.На фиг. 1 представлена блок-схемапредлагаемой системы, на фиг. 2схема переключателя резерва.Система (Фиг, 1 ) содержит измерительные тракты 1 и 2, каждый иэкоторых состоит иэ коммутатора 3,рабочего узла 4 термокомпенсации,термочувствительных элементов 5,1и 5.2, контрольного узла б термокомпенсации, термодатчиков 7.1,7.27, аналого-цифрового преобразователя (АЦП ) 8 с узлом 9 самоконтроля, алгебраического сумматора 10 (с входньм регистром ),элемента ИЛИ 11, переключателя 12резерва,Схема переключателя резерва(Фиг, 2 ) содержит два идентичныхблока 131 и 132 переключения, дваидентичнйх блока 14, 14 2 управления, каждый из которых вйполняет10 функцию синхронизации работы всехузлов соответствующего тракта (блон14(синхронизипует работу тракта1, блок 142)- тракта 2 и представляет собои тактовый генератор,формирующий такты управления работой АЦП 8 с узлом 9 самоконтроля,алгебраического сумматора 10 (с входным регистром ) и, например, регистр управления коммутатором 3(фиг. 1) .Блок 13 1(132) состоит из двухтриггеров 15и 162(152 и 16),двух временнйх элементов 17 и 18(17 и 18), двух элементов И 19и 20 1(19и 202), трех элементовИЛИ 21 , 22, и 23(212, 22 2 и 232 )и элементов ИЛИ-НЕ 2424 ).Система работает следующим образом.Тракты 1 и 2 включаются в работус помощью переключателя резервапоочередно, на время цикла измерения и обработки информации от всехдатчиков,В начале каждого цикла работытракта 1 (2на вход АЦП 8 с узла 9подаются калибровочные сигналы, которые после аналого-цифрового преобразователя сравниваются в узле 9 самоконтроля с уставками. При несовпадении кодов узел 9 формирует сигналошибки, который через элемент ИЛИ 11проходит на первый (второй) входпереключателя 12, последний отключает неисправный тракт 1 (2 ) из работы и переводит исправный тракт 2 (1)на постоянную. работу. При совпадениикодов работа тракта 1(2) продолжается. Коммутатор 3 осуществляет двухполюсную коммутацию сигналов от термодатчиков 7,17 п термопар . При 40этом один из выводов каждого из термодатчика подключается соответствующим ключом на измерительный входАЦП 8, другой вывод каждого термодатчика подключается соответствующим ключом коммутатора к первому выходу узла 4. Кроме того, первыйвыход узла 4 подключается к первомувходу коммутатора 3, а первый выходузла б термокомпенсации - к второ Ому входу коммутатора 3, с помощьюкоторого в начале каждого цикла рабочий и контрольный узлы 4 и 6 термокомпенсации поочередно подключаются на второй измерительный входАЦП 8. При этом узлы 4 и б формируютна входе АЦП 8 ЭДС, соответствующиетемпературе среды, в которой находятся термочувствительные элементы5,1 и 5.2 и "холодные" спаи термопар. Полученные результаты аналого Оцифрового преобразователя (,коды ) запоминаются во входном регистре сумматора 10 и сравниваются в нем. Еслиразность кодов превышает заданнуювеличину допустимой погрешности из мерения, то на выходе сумматора 10,формируется сигнал ошибки, свидетельствующий о неиспраВности одногоиз узлов термакомпенсации. Сигналошибки через элемент ИЛИ 11 поступает на вход переключателя 12, который выключает из работы неисправный тракт и включа т на постояннуюработу исправный,Блок 13(13)2 переключателя 12работает следующим образом.В исходном состоянии триггеры15,1 (152 ) устанавливаются в нулевые,а триггеры 16 и 162 - в противоположные состояния. Пусть триггер16,1 установлен в единичное состояние, а триггер 162 - в нулевое,тогда единичный логический уровеньс единичного выхода триггера 16(162)блока 13(13)подается на входблока 14 1 разрешая его функционирование. При этом нулевой логический уровень с единичного выхода триг:гера 162 (16 )другого блока 13 2(13)переключения запрещает функцйонирование соответствующего блока142(141) управления. Выбранный блок14(14)запускается, и с его выхода 25252 )единичный логическийуровейь через элемент И.20 1(202) подается на вход элемента 18(182 1который вырабатывает единичный сигнал длительностью большей, чемдлительность работы блока 14 1(142).В конце работы блока 14(14)единичный логический уровейь с еговыхода 26 1(26) запускает элемент171 (17 2)и через элементы ИЛИ 22,(22 )и И 19 (192)перебрасывает триггер16(16)в нулевое состояние. Кроме .того, единичный логический уровеньс выхода элемента И 19(192) черезэлемент ИЛИ 23 2(23) другого блока13.2(13,1)переключения перебрасывает триггер 162 (16,1) этого блока в единичное состояйие. При этомс единичного выхода указанного триггера 16 2 (16 ) единичный логическийуровень запускает другой блок14(142 ) управления. Далее функционирование переключателя резерва осуществляется аналогично.Таким образом, блоки управления14.1 и 142 работают попеременно, аедйничные сигналы с выходов временных элементов 18 и 171(182 и 17)постоянно накладйваются во времени один на другого в результате чегсна выходе элемента ИЛИ-НЕ 24 (24)постоянно имеется нулевой логический уровень, не влияющий на функционирование переключателя 12 резерва,В случае поступления сигнала ошибкис выхода элемента ИЛИ 11. (11)(фиг.1)на первый (второй ) вход йереключателя 12 резерва, являющийся первымвходом блока управления 14 (142 ), навыходе 27 (27) которого форцируетсясигнал неисправности, который через элементы ИЛИ, И 21 22, и 19, (21, 222, 19 ) пеРебрасывает триггер 16162 соответствующего блока 13 (132) переключения в нулевое состояние, тем самым запрещая работу блока 14 (14) управления, и неисправного тракта 1 ( 2 ). Кроме того, единичный логический уровень с выхода элемента ИЛИ 21 (22 )перебрасывает в еди ичн е состоя ия триггеры 152 )О15) и 16(16) другого блока 13 (13) переключейия. При этом единичный логический уровень с единичного выхода триггера 15 через элемент ИЛИ 232 23 удерживает триггер 162(16) 15 в единичном состоянии, а нулевой логический уровень с нулевого выхода указанного триггера 15 (15 ) блокирует элемент И 19 (19).Таким образом, неисправный блок 14 (142 )управления оказывается постоянно выключенным, а другой блок 14(14) управления постоянно вклю 2ченным. Если по окончании работы блока 14 (14 2)управления на егс 25 выходе 2 ь(26.2)не сформируется единичный логическии уровень, то не запустится временной элемент 17.,(17,) В результате на выходе элемента ИЛИ-НЕ 24 (24 р)образуется единичный логический уровень, который поступает на вход элемента ИЛИ 21 (21 ). В этом случае функционирование резерва аналогично тому случаю, когда один из трактов 1(2 ) неисправлен, Аналогично функционирует переключатель резерва и в том случае, когда не перебрасывается триггер 16 (16), т.е, неисправен блок 13 (132 переключения, так как в этом случае не запускаетсявременной элемент 18 82)и на выходе элемента ИЛИ-НЕ 24 (24)формируется единичный логический уровень.Таким образом, надежность предлагаемой многоканальной измерительной системы повышается за счет контроля всех общих узлов измерительного тракта-узла термокомпенсации, АЦП и организации горячего резервирования, при котором постоянно контролируются основные узлы обоих трактов (основного и резервного ), а также блоки управления и блоки переключателя резерва.1 П 4 О 414 Составитель В,Максимоведактор Ь.Курах Техред М, Кузьма Корректор Ю.МакаренкоЪ каз б 92 лиал ППП "Патент", г, Ужгород ул. Проектная,9/53 Тираж 874 ВНИИПИ Государственнпо делам изобретен 13035, Москва, 1 К,Подписноего комитета СССРй и открытийаушская наб д, 4/5