Устройство для централизованного контроля параметров

(5 и 4 С 05 В 23/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский электротехнический институт им, В,И,Ульянова (Ленина)(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ(57) Изобретение относится к техникеавтоматизированного контроля и можетбыть использовано для централизованного контроля и регу(й(рования. Цельизобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержитдатчик 1 параметров, нормализаторы2, вычитающие 3 блоки, блок 4 задания номинальных значений параметров,первый 5 и второй 6 блоки выделениямаксимального отклонения параметра,первый 7 и второй 8 коммутаторы, дешифратор 9, первый 10 счетчик, пятыйблок 11 сравнения, первый 12 и второй13 ключи, третий 14, четвертый 15,первый 16 и второй 17 блоки сравнения, третий 18 и второй 19 элементыИЛИ, элемент НЕ 20, блок 21 заданиядопустимых отклонений параметров,АЦП 22, блок индикации 23, генератор24 импульсов, первый триггер 25, спервого по третий элементы И 26-28,второй счетчик 29, первый элементИЛИ 30, с третьего по шестой ключи40-43, третий 44 и четвертый 45 блоки выделения максимального отклонения параметра, второй триггер 46 иформирователь импульса 47, Устройство осуществляет арбитраж опроса каналов по признаку наибольшего отклонения (наибольшей активности), чтопозволяет повысить его быстродействие. 1 ил.1348777 2 45 50 55 Изобретение относится к измерительным информационным системам и можетиспользоваться в системах централизованного контроля и регулирования..)Цель изобретения - повьппение быст-.родействия устройства,На чертеже представлена схема устройства для централизованного контроля параметров. 1 ОУстройство содержит датчик 1 пара.метров, нормалиэаторы 2, вычитающиеблоки 3, блок 4 задания номинальныхзначений параметров, первый 5 и второй 6 блоки выделенич максимального отклонения параметра первый 7 ивторой 8 комьгутаторы, дешифратор 9,первый счетчик 10, пятый блок 11сравнения, первьш 12 и ьторой 13ключи, третий 14, 1 етвертый 15, первый 16 и второй 17 блоки сравнен.я,третий 18 и второй 9 элементы ИЛИ,элемент НГ 20, блок 21 задания допустимых отклонений параметров, аналого-цифровой преобразователь 22, блок 2523 индикации, генератор 24 импульсов,первый триггер 25, первый 26, второй27 и третий 28 апек и ы 1, второйсчетчик 29, первый элемен; ИЛИ 30,инвертор 3 1, дифферент;и:=чьный усили- Зотель 32, регистр 33, преобразователи34 и 35 двоичного ;ода в двоично-десятичный код, первый 36 и второй 37дешифраторы, цифр вые индикаторы 38и усили-.ели 39 индпк,:ции блока 23 индикации,Устрой"тьо содержит также третий40, четвертый 41, пятый 42 и шестой 43 ключи третин 44 и четвертый45 блоки выделения максимальногоотклонения параметра, второй триггер46 и формирователь 47 импульсов,Датчики предназначены дпя преобразования технологических параметров в электрический сигнал, нормализаторы 2 служат для нормализации выходных сигналов датчиков, Блоки 3 предназначень для получения отклонения текущего значения параметра от номинального. Блок 5 служит для выделения максимального положительного отклонения параметра от номинального значения. В простейшем случае блок 5 представляет собой диодную сборку, число диодов в сборке равно числу каналов, причем анодь 1 диопов соединены с соответствующими выходами блоков 3, а катоды циодов соединены между собой. Блок 6 служит для выделения максимального отрицательного отклонения параметраот номинального значения. В простейшем случае блок 6 представляет собойдиодную сборку, число диодов в сборке равно числу каналов, причем катоды диодов соединены с соответствующими выходами блока 3, а аноды диодов соединены между собой. Коммутатор 7 предназначен для коммутацииразностных сигналов с выходов блока3. Число ключей в коммутаторе 7 равно числу каналов, Коммутатор 7 предназначен для коммутации унифицированных сигналов с выходов блоков 2,сусло ключей в нем равно числу каналов.Блок 1 предназначен для сравнения максимальных положительного и отрицательного отклонений параметров между собой по абсолютному значению В состав блока 11 входит инвертор 3 и усилитель 32, Инвертор 31 представляет собой усилитель с коэффициентом усиления, равным единице, на вход которого поступает максимальное отклонение параметра от номинального значения. Таким образом, на входы усилителя 32 поступают напряжения одинаковых знаков. Усилитель 32 работает в релейном режиме; если напряжение на его первом от блока 5 воде больше, чем на втором, то на выходе усилителя 32 сохраняется высокий положительный потенциал - логическая "1, если меньше, то на выходе усилителя 32 высокий отрицательный (или нулевой) потенциал - логический "0". Ключ 12 служит для подключения максимального положительного отклонения параметра от номинального значения к второму входу блока 15, Ключ 12 открыт при наличии сигна.га логической 1" на выходе усилителя 32. Ключ 13 служит для подключения максимального отрицательного отклонения параметра от номинального значения к второму входу блока 14Ключ 13 открыт при наличии сигнала логического 0 на выходе усилителя 32 Блоки 14 .и 15 предназначены для выработки сигналов логической "1" при равенстве текущего положительного (только блока 15) или отрицательного (только блока 14) отклонения параметров, поступающих на первые входы блоков 14 и 15 и максимального положительного или отрицательного1348777 начальное состояние, причем этот сигнал формируется по переднему фронтуимпульсов генератора от элементаИЛИ 30,35Устройство работает следующим образом.Все датчики разбиваются на двегруппы: приоритетные и неприоритетные, причем вычитающие блоки 3 инормализаторы 2 приоритетных каналовподключаются к первым ключам коммутаторов 7 и 8 соответственно,При включении устройства в работу,если триггер 25 находится в состоя 45 нии 1, через элемент И 26 на счет"чики 10 и 29 поступают импульсы свторого выхода генератора 24, по которым счетчик 10 через дешифратор 9осуществляет переключение каналов в50 коммутаторы 7 и 8, выполняется сброссчетчика 29 в нулевое состояние. Насчетный вход счетчика 29 импульсы спервого выхода генератора 24 поступают постоянно. Если триггер 25 находится в состоянии "0", то через некоторый промежуток времени, определяемый начальным состоянием счетчика 29,с его выхода появляется сигнал, устанавливающий триггер 25 через элеотклонения параметра от номинального значения,Блоки 16 и 17 служат для выработки сигналов логической "1" при дос.- тижении текущего положительного (только блок 16) и текущего отрицательного (только блок 17) отклонения параметров от значения допустимого отклонения соответствующего знака, т,е, вырабатываются логические сигналы нБольше" и "Меньше.Блок 21 предназначен для формирования и выдачи значений допустимых отклонений параметров от номинальных значений и представляют собой два источника напряжения разной полярности.Блок 23 содержит регистр 33, предназначенный для записи, хранения и выдачи кода значения выбранного параметра и представляющий собой регистр с параллельной установкой и съемом информации, преобразователи 34 и 35 двоичного кода значений выбранного параметра и номера канала соответственно в двоично-десятичный код, дешифраторы 36 и 37 двоично-десятичного кода в десятичный позиционный код, необходимый для управления индикаторами 38, усилители 39 индикации отклонений выбранного параметра из зоны допустимых значений (" Больше" или нМеньше") с лампами накаливания, подсвечивающими соответствующие транспаранты.Ключи 40-43 служат для поочередного подключения первого 5 или третьеего 44 и второго 6 или четвертого 45 блоков максимального отклонения параметра к входам пятого блока 11 сравнения, причем ключи работают так, что при замкнутом ключе 40 ключ 41 разомкнут и наоборот, Так же работают ключи 42 и 43.Блок 44 служит для выделения максимального положительного отклонения параметра от номинального значенияв приоритетных каналах. Так же, каки блок 5, блок 44 может представлятьсобой диодную сборку, число диодовв которой равно числу приоритетныхканалов, причем аноды диодов соединены с выходами блоков 3 приоритетныхканалов, а катоды диодов - между собой,Блок 45 служит для выделения максимального отрицательного отклонения параметра от номинального значения в приоритетных каналах. Так же, как и 5 10 15 20 25 30 блок 6, блок 45 может представлятьсобой диодную сборку, число диодовв которой равно числу приоритетныхканалов, причем катоды диодов соединены с выходами блоков 3 приоритетных каналов, а аноды диодов - междусобой, Возможно также выделение изблока 5 и блока 6 блоков 44 и 45,т.е. число диодов в блоках 5 и 44(6 и 45) вместе при этом равно числуканалов устройства,Триггер 46 служит для формирования сигнала "1" в случае, если хотябы один приоритетный канал требуетобслуживания, т.е, за время опросаблоков 3 приоритетных каналов коммутатором 7 на выходе элемента ИЛИ 19появится хотя бы один раз сигнал "1",Кратковременные срабатывания блоков16 и 17 сравнения не сказываютсяна работе регуляторов, имеющих обычно значительную постоянную времени,В состояние "0" триггер 46 устанавливается задним фронтом импульса свыхода дешифратора 9, соответствующего последнему приоритетному каналу.Формирователь 47 служит для выработки сигнала сброса счетчика 1 О вмент ИЛИ 30 в состояние "1". Такимобразом, состояние триггера 25,счетчиков 1 О и 29 после включения 40 Если же приоритетные каналы нетребуют обслуживания (триггер 46 находится в нулевом состоянии), то замкнутыми оказываются ключи 41 и 43,и на входы блока 11 поступают сигналыс выходов блоков 5 и 6,питания определяет время переходного процесса.По окончании переходного процесса (не более одного цикла) коммутатор 7 последовательно опрашивает вычитающие блоки 3, начиная с первого, Ес ли за время опроса приоритетных каналов разность между текущим и номинальным значениями сигнала в каком- либо канале достигает допустимого значения, определяемого блоком 21, . 15 на выходе элемента ИЛИ 19 появляется сигнал1 , устанавливающий триггер 46 в состояние "1", Сигнал с единичного выхода триггера 46 замыкает ключи 40 и 42 так, что при наличии 20 требования на обслуживание среди приоритетных каналов остальные (неприоритетные) каналы в конкурсе не участвуют, так как ключи 41 и 43 при этом разомкнуты. 25С выхода блока 44 максимальное положительное отклонение параметра через ключ 40 поступает на первый вход блока 11, на второй вход которого поступает максимальное отрица тельное отклонение параметра с выхода блока 45 через клич 42, Блок 11 осуществляет сравнение по абсолютному значению поступающих на его входы отклонений параметров. Если напряжение на первом входе блока 11 по абсолютному значению больше, чем на втором, то на выходе блока 11 формируется сигнал "1", по которому открывается ключ 2 и напряжение с выхода блока 44 поступает на второй вход блока 15. Если напряжение на первом входе блока 11 по абсолютному значению меньше, чем на втором, то на выходе блока 11 формируется сигнал "0", по которому открывается ключ 13 и напряжение с выхода блока 45 поступает на второй вход блока 14, При достижении дешифратором 9 шины, соответствующей последнему приоритет 50 ному каналу, триггер 46 сбрасывается в состояние 0.1 Напряжения, пропорциональные отклонениям параметров от номинальных значений, через коммутатор 7 поступают на первые входы блоков 14-17. В момент равенства сигналов на первом и втором входах блоков 14 или 15 последние через элемент ИЛИ 18 формируют сигнал "1", подготавливающий элемент И 28, Напряжения, соответствующие отклонениям параметров от номинальных значений, сравниваются с сигналами с блока 21, поступающими на вторые входы блоков 16 и 17. При этом, если выбранное максимальное отклонение больше допустимого отклонения параметра, то на выходе блоков 16 или 17 появляется сигнал "1", который через элемент ИЛИ 19 и подготовленный ранее элемент И 28 устанавливает триггер 25 в состояние "0" и запускает преобразователь 22, на вход которого через коммутатор 8 поступает напряжение, соответствующее значению параметра выбранного канала. Если максимальное отклонение параметра находится в зоне допустимых значений (ни один из контролируемых параметров не вышел из зоны допустимых значений), то на выходе блоков 16 и 17 будет "0", триггер 25 остается в состоянии "1", Устройство продолжает цикл опроса до последнего канала и начинает новый цикл опроса каналов.В случае выхода параметра из зоны допустимых значений сигналы "1" с выходов блоков 16 или 17 подаются на усилители 39 для индикации результатов контроля (Больше", "Меньше" ) и на регуляторы для регулирования.Код значения выбранного параметра с выхода преобразователя 22 по сигналу "Конец преобразования" записывается в регистр 33. От счетчика 10 на дешифратор 9 поступает код адреса выбранного канала. Коды значений выбранного параметра и адреса канала через преобразователи 34 и 35 и дешифраторы 36 и 37 поступают на индикаторы 38.На выход устройства подается адрес канала, подлежащего регулированию, благодаря чему может быть подключен соответствующий регулятор. По окончании процесса регулирования выбранного параметра на выходах блоков 16 и 17 появляется сигнал "0" (н 11 1( Норма ), подготавливающий элементы ИЛИ 19, НЕ 20 н элемент И 27, Им1348777 50 55 пульс с генератора 24 проходит через элементы И 27 и ИЛИ 30, устанавливает триггер 25 в состояние "1" и сбрасывает регистр 33, Устройство продолжает цикл опроса каналов.По окончании обслуживания выбранного канала формирователь 47 формирует сигнал сброса счетчика 10 в начальное положение, причем этот сиг нал формируется по переднему фронту импульса от элемента ИЛИ 30, т.е. следующий цикл опроса всегда начинается с первого канала (приоритетного).Если выбранный параметр не поддается регулированию, то через заданное время, определяемое максимально допустимым временем регулирования, на выходе счетчика 29 появляется сигнал переполнения счетчика, устанавли вающий через элемент ИЛИ 30 триггер 25 в состояние "1" и сбрасывающий регистр 33. Устройство продолжает опрос каналовТаким образом, контролю, индикации, регистрации и регулированию в первую очередь подвергаются параметры, обладающие наибольшим (по модулю) отклонением текущего значения параметра от номинального, т.е, на иболее активные, При этом если хотя бы один приоритетный канал требует обслуживания, т,.е, отклонение параметра от номинального значения в этих каналах превышает допустимое значение, то наибольшее (по модулю) отклонение находится только среди приоритетных каналов (отклонения параметров от номинальных значений в неприоритетных каналах в конкурсе 40 не участвуют). Это дает воэможность увеличить быстродействие и эффективность контроля в приоритетных каналах. Если в устройстве 10-207. приоритетных каналов, то возможно уве личение быстродействия контроля примерно в 5-10 раз. Формула изобретения Устройство для централизованного контроля параметров, содержащее в каждом канале последовательно соединенные датчик параметров и нормализатор, выходы которых подключены к входам уменьшаемого вычитающих блоков, входы вычитаемого которых подключены к соответствующим выходам блока задания номинальных значений параметров, а выходы - к соответствующим информационным входам первогскоммутатора и к соответствующим входам первого и второго блоков максимального отклонения параметров, выходы нормализаторов соединены с соответствующими информационными входами второго коммутатора, выход которого подключен к информационномувходу аналого-цифрового преобразователя, выход первого коммутатора подключен к первым входам блоков сравнения с первого по четвертый, выход пятого блока сравнения соединен с информационными .входами первого и второго ключей, выходы которых подключены соответственно к вторым входамтретьего и четвертого блоков сравнения, выходы блока задания допустимыхотклонений параметров подключены соответственна к вторым входам первогои второго блока сравнения, первый ивторой выходы генератора импульсовподключены к первым входам первогои второго элементов И, выход второгоэлемент;. И соединен с первым входомпервого лемента ИЛИ, выходы первогои второго блоков сравнения падключе -ны к соответствующим входам второгоэлемента ИЛИ, выход которого черезэлемент НЕ соединен с вторым входомвторого элемента И, выходы первогои второго блоков сравнения являютсясоотВетствующими информационными вы:одами устройства и подключены кпервому и второму информационным входам блока индикации соответственно,выходы третьего и четвертого блоковсравнения соединены с соответствующими входами третьего элемента ИЛИ,выход которого и выход второго элемента ИЛИ соединены с соответствующими входами третьего элемента И, выход которого подключен к управляющему входу аналога-цифрового преобразователя и к входу сброса первого триггера, выход которого соединен с вторым входом второго . элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого и к установочному входу второго счетчиков, второй выход генератора импульсов соединен со счетным входом второго счетчика, выход переполнения которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входусброса блока индикации и к установочному входу первого триггера, вы1348777 О Составитель И.АлексеевТехред А.Кравчук Корректор О.Кравцова Редактор А,Маковская Заказ 5188/46 Тираж 862 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д,4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, уп.Проектная,4 ходы первого счетчика являются адресными выходами устройства и подключены к адресным входам блока индикации и соответствующим входам5 дешифратора, выходы которого соединены с адресными входами первого и второго коммутаторов, выходы аналогоцифрового преобразователя "Конец преобразованияи и информационные под ключены к входу сброса и информационным входам групгы блока индикации соответственно, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него 15 введены третий и четвертый блоки выделения максимального отклонения параметра, с третьего по шестой ключи, формирователь импульсов и второй триггер, один из выходов дешифрато ра и выход второго элемента ИЛИ соответственно подключены к входам установки в "О" и "1" второго триггера, прямой выход которого соединен с управляющими входами третьего и чет вертого ключей, а инвертирующий выход - с управляющими входами четвертого и пятого ключей, выходы вычитающих блоков группы приоритетных каналов соединены с соответствующимивходами третьего и четвертого блоковвыделения максимального отклонения параметра, выходы которых подключены к информационным входам третьегои пятого ключей соответственно, выходы первого и второго блоков выделения максимального отклонения параметров соединены с информационными входами четвертого и шестого ключей соответственно, выходы третьего и четвертого ключей соединены с первымвходом пятого блока сравнения и суправляющим входом первого ключа, выходы пятого и шестого ключей соединены с вторым входом пятого блокасравнения и с управляющим входомвторого ключа, выход первого элементаИЛИ через формирователь импульсов сое -динен с входом сброса первого счетчика.