Устройство для автоматического контроля параметров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК А РЕТЕНИЯтву во ССС1980СССР1980ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ПИСАНИЕ ИЗ СКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) 1. Авторское свидетельст РФ 697979; кл. С 05 В 23/02,2. Авторское свидетельствоР 714361, кл. 0 05 Н 23/02,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ,содержащееБ первых регистров, выходы которыхсоединены с соответствуишиии первыми входами И первых блоков сравнения,а также последовательно соединенныегенератор тактовых импульсов, счетчик и дешиФратор, и выходов которого через соответствующие Л первыхэлементов И и Л вторых регистровсвязаны с первыми входами соответствуюших М третьих регистров, м датчиков, выходы которых связаны с соответствующими И инФориационныиивходами коммутатора, И управлякщихвходов которого связаны с соответствующими И выходами дешифратора, выход коммутатора связан с входом буФерной памяти, первый выход которой 80111113 05 Н 23/02,соединен с вторыми входами И вторых регистров, а второй выход - с вторыии входами Б первых элементов И, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторыии входами И третьих регистров, выходы й вторых регистров связаны с третьими входами Н первых блоков сравнения, о т л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей и повышения .точности контроля динамики регулируемых параметров устройства, оно дополнительно содержит Б элементов задержки, Н вторых блоков сравнения и Н вторых элементов И, причем входя И элементов задержки соединены с со-, ответствуюшиии выходами Н первых 9 элементов И,.а выходы - с вторыми входами соответствуюших Н первых бло. ,ков сравнения и первыми входами соответствующих В вторых блоков срав- Ъ нення, вторые входы которых соединены с соответствуюшими выходами М третьих регистров, а третьи входы - с выходами соответствующих Н вторых регистров, выходы М вторых блоков сравнения связаны с первыми входаии соответствуюших Н вторых элементов риев И, вторые входы которых связаны с вы ходами соответствуюших М первых блоков сравнения. ааей1111 134 Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами и может быть использовано в контрольно-измерительной технике.Известно устройство для контроля5 параметров, содержащее группу датчиков, три группы регистров, генератор тактовых импульсов, группу схем сравнения, два коммутатора, два триггера, два ключевых элемента и 10 элемент ЙЛИ 11.Данное устройство не обеспечивает высокой точности контроля параметров, подверженных изменениям во времени. 15Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля параметров обьекта, содержащее датчики, блоки сравнения, ЦАП, блок формирования кодов, коммутатор, диф ференциаторы, два блока управления, блок регистрации и узел блокировки и сигнализации, три элемента И, дешифратор, элементы памяти, элемент ИЛИ 123.25Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью контроля динамики регулируемых пара-. метров.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей и повышение точности контроля динамики регулируемых параметров.Для достижения указанной цели в устройство для автоматического контроля параметров, содержащее М первых З 5 регистров, выходы которых соединены с соответствующими первыми входами И первых блоков сравнения, а также последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик и дешифратор, М выходов которого через соответствующие М первых элементов И и М вторых регистров связаны с пЕрвыми входами соответствующих М третьих регистров, М датчиков, вы ходы которых связаны с соответствующими Б информационными входами коммутатора, М управляющих входов которого связаны с соответствующими Б выходами дешифратора, выход комму татора связан с входом буферной памяти, первыЯ выход которой соединен с вторыми входами Б вторых региетров, а второй выход - с вторыми входами М первых элементов И, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторыми входами М. третьих регистров, выходы М вторых регистров связаны с третьими входами М первых блоков сравнения, дополнительно введены Б элементов задержки, Б вторых блоков 40 сравнения и И вторых элементов И, причем входы М элементов задержки соединены с соответствующими выходами Б первых элементов И, а выходыс вторыми входами соответствующих55 М первых блоков сравнения и первымивходами соответствующих М вторыхблоков сравнения, вторые входы кото срых соединены с соответствующими выходами М третьих регистров, а третьи входы - с выходами соответствующих М вторых регистров, выходы Мвторых блоков сравнения связаны с пер.выми входами соответствующих М вторых элементов, И, вторые входы котоых связаны с выходами соответствую-их М первых блоков сравнения.На фиг, 1 приведена блок-схемаустройства для автоматического контроля параметров, на фиг. 2 - буферная память, на фиг. 3 - блок"схемаблока сравнения.Устройство (фиг. 1) содержит Мпервых регистров 1, предназначенныхдля хранения кодов заданных значенийпараметров (температуры, давления ит.п.), М первых блоков 2 сравнения,обеспечивающих сравнение заданныхи Фактических значениЯ параметров,генератор 3 тактовых импульсов, предназначенный для формирования тактовой последовательности импульсов,,счетчик 4, обеспечивающий циклическое формирование кода номера датчика; дешифратор 5 предназначенныйдля преобразования двоичного кода номера датчика в унитарный позиционныйкод, М первых элементов И б, обеспечивающих формирование сигналов разрешения записи кодов. значений параметров, М элементов 7 задержки, предназначенных для выработки сигналовразрешения сравнения кодов, М датчиков 8, обеспечивающих измерениефактических значений параметров, коммутатор 9, предназначенный для циклического подключения датчиков 8 кбуферной памяти, буферная память10, обеспечивающая преобразование,запись и хранение значений параметров, М вторых регистров 11, предназначенных для хранения кодов значений параметров, М третьих регистров12,обеспечивающих хранение кодовзначений параметров, полученных впредыдущем цикле опроса датчиков,Б вторых блоков 13 сравнения, предназначенных для сравнения кодов значений параметров, полученных в дан-ном и в предыдущем цикле опроса датчиков 8; М вторых элементов И 14,обеспечивающих формирование сигналовнарушения режима работы,БуФерная память 10 содержит генератор 15 импульсов, предназначенныйдля формирования тактовой последовательности импульсов, второй счетчик16, обеспечивающий выработку циклической последовательности двоичныхкодов, сетку 17 сопротивлений, предназначенную для Формирования ступенчатых пилообразных импульсов напряжения, компаратор 18, обеспечивающийсравнение входного напряжения с напряжением, формируемым сеткой 17 сопротинлений; регистр 19, предназначенный для записи и хранения кода значения параметра.Выход генератора 15 импульсон соединен с входол счетчика 16, выходыкоторого подключены к входам сетки17 сопротивлений и к первым входамрегистра 19. Выход сетки 17 сопротивлений подключен к первому входу ком Опаратора 18, второй вход которогоявляется входом буферной памяти 10.Выход компаратора 18 соединен с вторым входом регистра 19, выход которого является первым выходом буферной 15памяти 10, выход компаратора 18вляется вторым выходом буферной паяти 10.Блок сравнения (фиг. 3) содержитгруппу 20 элементов сложения по модулю 2, элемент 21 ИЛИ-НЕ и элемент22 И-НЕ. Выходы группы 20 элементовсложения по модулю 2 соединены с входами элемента 21 ИЛИ-НЕ, выход кото. рого подключен к второму входу элемента 22 И-НЕ. Первые и вторые входы группы 20 элементов сложения помодулю 2 и первый вход элемента 22И-НЕ являются соответственно вторыми, третьими и первыми входами блокасравнения. Выход элемента 22 И-НЕявляется выходом блока сравнения.Буферная память работает следующим образом,Генератор 15 импульсов вырабатывает импульсную последовательность,которая поступает на вход счетчика16 и преобразуется в последовательность двоичных сигналов. Эти сигналыпоступают на входы сетки 17 сопротивлений ВВ и преобразуются в уров-. 40ни напряжения в соответствии с зависимостью П = 11 О,аа, а,45 где У - напряжение, соответствующееединичному сигналу (0 =О)алааффа - двоичный код, Формируемыйсчетчиком 16. 50Напряжение поступает на первый вход компаратора 18 и сравнивается с входным напряжением У поступающим на второй вход компаратора 18 с одного из датчиков 8 (1=1,0). Пои равенстве напряжений на входах ком паратора 18 на его выходе формируется сигнал, который поступает на второй. выход буферной памяти,10 и на второй вход регистра 19 и обеспечивает запись двоичного кода, соответствующе го входному напряжению 3 в регистр 19.Таким образом, буферная память 10 обеспечивает Формирование, запись и хранение двоичного кода, соответ стнующего уровню напряжения, поступающего на ее вход, а также выработку сигнахв, информирующего о том, что код записан в регистр 19.Блоки 2, 13 сравнения (=1,Б) работают следующим образом.Двоичные сигналы, поступающие соответственно на первые и вторые входы группы 20 элементов сложения по модулю 2, сравниваются с данными элементами. При совпадении двоичных сиг налон на выходах всех элементов 20 (=1,К) сложения по модулю 2 формируются нулевые сигналы, которые поступают на входы элемента 21 ИЛИ-НЕ. На выходе элемента 21 ИЛИ-НЕ вырабатывается единичный сигнал, который поступает на второй вход элемента 22 И-НЕ. При наличии единичного сигнала на первом нходе элемента 22 И-НЕ на ныходе данного элемента Формируется нулевой сигнал. Если входные сигналы не совпадают или отсутствует единичный сигнал на первом входе элемента 22 И-НЕ, .на выходе блока сравнения вырабатывается единичный сигнал.Устройство для автоматического контроля параметров работает следующим образом.Заданные значения параметров хранятся н первой группе 1 регистровС выходов датчиков 8 (1=1,И) на информационные входы коммутатора 9 поступают напряжения, соответствующие измеряемым температуре, давлению и т.п.Поскольку с течением нремени эти параметры под действием управляющих воздействий или внешних возмущений изменяются, соответственно изменяются и входные сигналы коммутатора 9.Генератор 3 тактовых импульсов, счетчик 4 и дешифратор 5 обеспечивают формирование последовательностей синхроимпульсов. Двоичные сигналы, Формируемые счетчиком 4 поступают на вход дешифратора 5, который вырабатывает сигнал на одном из своих выходов в зависимости от входного кода. Разрядность счетчика 4 связана с количеством каналов Формулой в=2Таким образом, синхроимпульсы Формируются с частотой Г =гдеГгтпьш И ф Г,р - частота следования импульсов генератора 3 тактовых импульсов.С выходов дешифратора 5 синхроимпульсы поступают на управляющие входы коммутатора 9, который обеспечивает передачу одного из входных напряжений, поступающих на его информационные входы, на вход буферной памяти 10. При наличии сигнала на первом управляющем входе коммутатора 9 передается напряжение датчика 8, при сигнале на втором управляющем входе1111134коммутатора 9 передается напряжение датчика 8, при сигнале на И-м управляющем входе передается напряжение датчика 8 и, В буферной памяти 10 формируется двоичный код,соответствующий этому напряжению,и запомина ется в регистре 19. Частота генератора 15 импульсов, входящего в состав буферной памяти 10, больше частоты генератора 3 тактовых импульсов в 2 раз, где К - разрядность счетчи ка 16. В течение интервала времени, определяемого наличием синхроимпульса, в буферной памяти 10 формируется и хранится двоичный код, соответствующий значению параметра, измеренного 15 с помощью датчика 8, (=1,И) в этот интервал времени. Импульсный сигнал с второго выхода буферной памяти 10 поступает на вторые входы И первых элементов И. При этом на выходе элемента И б Формируется единичный сигнал, разрешающий запись информации из регистра 19 буферной памяти 10 в регистр 111 . В результате в регистре 111, оказывается записанным значение -го параметра, измеренное в ,цанном цикле опроса датчиков, Значение -го параметра, измеренное в предыдущем цикле опроса датчиков, переписы-( вается в начале данного периода тактовой последовательности генерато ра .3 тактовых импульсов из регистра 11 в регистр 12, при поступлении импульса с выхода генератора 3 тактовых импульсов на вторые входы И третьих регистров 12.И первых блоков 2 сравнения обеспечивают сравнение заданного значения параметра с Фактическим. Заданное значение -го параметра поступает с выхода регистра 1 на второй 40 вход блока 2 сравнения, фактическое значение параметра поступает на третий вход блока 2 сравнения, на первый вход которого поступает сигнал разрешения сравнения с выхо да элемента 7 задержки. Элементы 7; задержки осуществляют задержку импульсов, поступающих с выходов пер.вых элементов И б. Время задержки каждого из элементов 7 задержки рав О но половине длительности периода импульсной последовательности генератора 15 импульсов, При сравнении заданного и Фактического значений х-го параметров и при наличии сигнала раз решения сравнения на выходе блока 2 сравнения вырабатывается нулевой сигнал, который поступает на выход устройства и указывает, что по ь-му параметру нет отклонений от заданного значения.И вторых блоков 13 сравнения обеспечивают контроль изменения параметров во времени. С выходов вторых регистров 11 и третьих регистров 12 коды значений. параметров измеренных в данном цикле опроса датчиков и в предыдущем цикле опроса датчиков соответственно поступают на третьи и вторые входы И вторых блоков 13 сравнения. При поступлении сигнала разрешения сравнения с выхода элемента 7 задержки и совпадении кодов на вторых и третьих входах блока 13 сравнения на выходе блока 13 сравнения Формируется нулевой сигнал, указывающий, что -й параметр не изменился. Если коды не совпали, на выходе блока 13 сравнения Формируется единичный сигнал, указывающий, что -й параметр изменился.С выходов И вторых блоков 13 сравнения сигналы поступают на инверсные входы соответствующих И вторых элементов И 14. Если на прямом входе элемента 141, присутствует нулевой сигнал с выхода блока 21, сравнения, т.е. заданное значение -го параметра достигнуто, то даже при наличии нулевого сигнала на инверсном входеэлемента И 14 на выходе элемента 14 формируется нулевой сигнал, указывающий, что процесс регулирования -го параметра протекает нормально. Если на прямом входе элемента 14 присутствует единичный сигнал с выхода блока 21, сравнения, т.е. заданное ,значение параметра не достигнуто, при наличии нулевого сигнала на инверсном входе элемента И 14 на выходе элемента И 141 вырабатывается единичный сигнал, указывающий, что процесс регулирования 1-го параметра нарушен. Таким образом, при достижении заданных значений параметров на выходах первой группы 2 блоков сравнения Формируются нулевые сигналы. На выходах второй группы элементов И 14 при нарушениях в процессах регулирования параметров формируются единичные сигналы.Составитель А.ЛамевРедактор М.Петрова Техред Л.Коцюбняя Корректор О,БилакисноР 4. ая, 4 илиал ППП"Патент", гужгор Пр аказ 6309/38ВНИИПИ Госупо делам113035, Мос Тираж 841 арственного зобретений и ва, Ж, Ра Покомитета Соткрытийушская наб