Устройство для контроля датчиков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 4 С 05 В 23/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ А ВТОРСНО ВИДЕТЕПЬСТ электитут р К,Янгел етельство ССС В 23/02, 1975 ельство СССР В 23/02, 19 84. иничных лов с выой хотя ода блока 1 и одного ну к изменению чика. Работ локом 5 упаличи от вого сигнал в адреса опустройствравления. иваемого правляет а ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДАТЧИКОВ(57) Изобретение относится к автоматике и предназначено для контролядатчиков состояния объектов в контрольно-диагностических информационных, системах, Цель изобретения заключается в повышении достоверности вырабатываемого устройством сигналакритической ситуации эа счет обеспечения полноты контроля датчиков.Цель достигается работой устройствав режимах калибровки датчиков и измерения, в первом из которых сигнал ЯО 13869 нулевого разбаланса датчиков 1, прдя через коммутатор 2, блок 3 вычитания, записывается в блок 4 памятво втором режиме с учетом данных кторого производится адресный опросдатчиков 1 и определение степейикритичности вырабатываемой ими инфмации путем сравнения блоком 10 смаксимальным значением рабочего паметра. Контрольная уставка подтверждения наличия аварийной ситуации, задаваемая по усмотрению оператора на регистре 8, отслеживаетсясчетчиком 15 по мере поступленияединичных сигналов с выхода блокачерез элемент И 7 с сохранением адреса опрашиваемого датчика 1, Необходимым условием выдачи сигнала навыходе устройства является совпадение контрольной уставки с сериейИзобретение относится к автоматике и может быть использовано в конт рольно-диагностических информационных системах, например, для контроля датчиков состояния автоматизированной системы безопасности обслуживающего персонала и контроля загрязнения окружающей среды морских нефте" газодобывающих объектов, 10Цель изобретения - повышение достоверности выработки информации за счет обеспечения полноты контроля.На фиг,1 изображена схема устройства контроля датчиков; на фиг,2 - ,5 схема блока управления.Устройство контроля датчиков содержит датчики 1, выход каждого из которых подключен к информационным входам коммутатора 2, блок 3 вычита ния, блок 4 памяти, блок 5 управления, первый 6 и второй 7 элементы И, первый 8 и второй 9 регистры, блок 10 сравнения, элемент НЕ 11, формирователь 12 импульсов, первый 13 и второй 14 элементы ИЛИ, счетчик 15 и элемент ИЛИ-НЕ 16, Устройство имее:" установочные первый 17 и второй 18 и разрешающий 19 входы. На фиг.1, также обозначены вход 20 запуска блока 30 5 управления, его стробирующий вход 21 и первый 22, второй 23, третий 24 и четвертый 25 выходы.Блок 5 управления содержит управляемый генератор 26 импульсов, первый 35 27, второй 28 и третий 29. элементы И первый 30.и второй 31 распределители импульсов, первый 32 и второй 33 элементы задержки, элемент ИЛИ 34, Р- триггер 35 и счетчик 36, 40Устройство контроля датчиков работает следующим образом.Передработой устройства производится начальная установка его элементов и узлов, в частности очистка со держимого оперативного запоминающего устройства, Сброс всех регистров . (цепи управления не показаны) и счетчика в блоке управления, причем исходное состояние счетчика соответствует первому адресу первого датчикаеДалее устройство .контроля датчиков работает непрерывно в режимах калибровки датчиков (устранение аддитивной погрешности) и измерения параметров объекта контроля, причем режимы выполняются последовательно и запусая дачей сигнала с пе;"вого датчика на вход 20 запуска блока 5 управления,Рассмотрим работу устройства вкаждом из режимовВ режиме калибровки датчиков устройство работает следующим образом,Сигнал с первого выхода 22 блока5 управления инициирует первый адресдатчика 1, коммутатора 2 и блока 4памяти, Измеренное значение нулевого разбаланса первого датчика 1 (измерение в данном режиме производитсяв отсутствие рабочего измеряемогопараметра, т,е, при использованиинапример, в качестве исследуемого параметра датчиков агрессивной среды при отсутствии самой агрессивной среды и т.д,) с его выхода поступает на информационный вход коммутатора 2, подключающего первый датчик 1 к входу уменьщаемого блока 3 вычитания. В связи с предварительно произведенным обнулением блока 4 памяти вход вычитаемогс блока 3 вычитания обнуле. вследствие чего воспринимаемый с выхода датчика сигнал проходит на вхо сигнала данных блока 4 памяти без изменения. Блоком 5 управления с второго выхода 23 выдается сигнал разрешения записи данных, Поступивших на вход сигнала данных блока 4 памяти с датчика 1, по которому производится их запись в блокПри этом съем и обработка измеренной информации с первого датчика .1 прекращаются и блок 5 управления с первого выхода 22 выдает адрес следующего датчика. Далее цикл обработки данных в режиме повторяется. Таким образом производится опрос всех датчиков 1 и установление значений нулевого разбаланса каждого датчика 1 с их записью в соответствующие ячейки блока 4 памяти.В режиме измерения устройство работает следующим образом.Перед работой устройства в данном режиме дополнительно производится с второго установочного входа 18 устройства на первый регистр 8 подача кода контрольной уставки, физически характеризующего, например, уровень фонового зашумления контролируемой среды, степень доверия датчику или доверительный диапазон его показаний и др. Величина контрольной уставки определяется н; осова и г гатисти;,еск-.;и;.э-пений40 может изменяться (корректироваться)оператором в зависимости от требований по точности и быстродействиювыдачи сигналов устройством, достоверности и степени полноты контролядатчиков, Запись контрольной уставкипроизводится оператором по разрешаю щему входу 19 устройства подачей крат.ковременного импульса на первый входэлемента ИЛИ 13, с выхода которогоразрешающий запись контрольной уставки сигнал поступает на вход разрешения параллельной записи счетчика 15,по входам данных которого контрольная уставка записывается в счетчик 15.Предварительно производится такжезапись во второй регистр 9 с первогоустановочного входа 17 устройства(цепи управления записью информации 20в регистры 8 и 9 не показаны) максимального значения контролируемогодатчиками параметра (граничного преде.ла работоспособности датчика, выдачиФсигнала аварийной ситуации и т.д.), 25Блок 5 управления по первому выходу 22 инициирует адрес первого датчика 1, коммутатора 2 и блока 4 памяти.Измеренное датчиком 1 значение рабочего параметра поступает через коммутатор 2 на вход уменьшаемого блока3 вычитания. К этому времени значениенулевого разбаланса этого же датчикасчитывается из соответствующей ячейки блока 4 памяти по сигналу с тре 35тьего выхода 24 блока 5 управленияи поступает на вход вычитаемого блока13 вычитания. В блоке 3 вычитания производится определение (с учетом значения нулевого разбаланса датчика)нулевой точки отсчета сигнала по амплитуде и определение истинного значения контролируемого рабочего параметра. Этим же сигналом с третьеговыхода 24 блока 5 управления, поступающим также на второй вход первогоэлемента И 6, разрешается прохождение измеренного значения контролируемого рабочего параметра через элемент И 6 на первый вход блока 10 сравнения.На второй вход блока 10 поступает с выхода регистра 9 максимальное значение контролируемого датчиками рабочего параметра. Блок 10 сравнения производит сравнение поступивших55 величин и в случае равенства либо превышения текущим значением рабочего параметра максимального значения на выходе блока 10 появляется сигналналичия аварийной ситуации, С четвертого выхода 25 блока 5 управлениявыдается сигнал, поступающий на второй вход второго элемента И 7 и разрешающий прохождение единичного сигнала с выхода блока 10 через элементИ 7 на вычитающий вход счетчика 15,Содержимое (контрольная установка)счетчика 15 уменьшается на единицуи элементом ИЛИ-НЕ 16 на выходе устройства формируется нулевой сигнал,свидетельствующий о невыходе сигналааварййной ситуации датчика (результаты сравнения значений блоком 10)за пределы задаваемой контрольнойуставки,Поскольку на выходе элементаНЕ 11 также находится сигнал низкого уровня, нулевой сигнал на установочном входе 21 блока 5 управления не позволяет изменить адрес опрашиваемого датчика 1, в результатечего в следующем цикле измеренияустройством производится повторноеизмерение информации по адресу этого же датчика 1, Поступление очередного единичного сигнала с выхода блока 10 приводит вновь к уменьшениюсодержимого счетчика 15 и сохранению адреса опрашиваемого датчика.Последний сигнал с выхода блока 10обнуляет содержимое счетчика 15,в результате чего на выходе элементаИЛИ-НЕ 16 появляется единичный сигнал,свидетельствующий о превышении предельного уровня рабочего параметрадатчика с учетом контрольной уставки.Этот же сигнал через элемент ИЛИ 14поступает на установочный вход 21блока 5 управления для изменения адреса датчика 1.Если же среди совокупности единичных сигналов в пределах контрольнойуставки появляется нулевой сигнална выходе блока 10, с выхода элементаНЕ 11 единица через элемент ИЛИ 14поступает на установочный вход 21блока 5 управления, разрешая изменение адреса датчика 1 (переход к следующему датчику), и через формирователь 12 кратковременным сигналомпо второму входу первого элементаИЛИ 13 производится запись (восстановление) в счетчик 15 значения контрольной уставки с выхода пЕрвого регистра 8, содержимое которого можетбыть к этому времени изменено опера 1386966тором в случае необходимости. Далееблок 5 управления с первого выхода22 выдает адрес следующего датчикаБлок 5 управления работает сле 5дующим образом.В исходном состоянии счетчика 36осуществляется выдача первого адресадатчиков 1 на первом выходе 22 блока5 управления. По сигналу с первого 10входа устройства, поступающему напусковой вход 20 блока 5 управления,запускается управляемый генератор 26импульсов, вырабатывающий последовательность импульсов с частотой,определяемой распределителями импульсов. Логическая единица на инверсномвыходе триггера 35 разрешает прохождение импульсов через второй элементИ 28 на вход второго распределителя 2031 импульсов. С первого выхода второго распределителя импульсов навторой выход 23 блока 5 поступаетлогическая единица, разрешающаясоответствующую запись в блок 4. 25Логическая единица с второго выхода распределителя 31 через второйэлемент 33 задержки, определяющийвременную задержку для записи информации в блок 4 памяти, поступает.на 30синхровход триггера 35 и через эле:мент ИЛИ 34 - на вход счетчика .36,Изменяя его содержимое на единицуи определяя тем самым следующий,второй адрес на первом выходе 22 бло.ка 5 управления. Затем цикл операцийповторяется и после отработки последнего адреса датчика с выхода старшего разряда счетчика 36 логическаяЕдиница по Р-входу устанавливаетсятриггер 35 в единичное состояние,тем самым. запрещая по второму входуэлемента И 28 прохождение импульсовс управляемого генератора 26 и отменяя режим калибровки датчиков. 45 Этот же сигнал подготавливает по первому входу первый элемент И 27, разрешая прохождение импульсов на вход распределителя 30 импульсов в следующем режиме. Счетчик 36 нахо 50 дится в исходном состоянии. Первоначальная логическая единица появляется на третьем выходе 24 блока 5 управления, разрешая соответствующее считывание из блока 4. Затем логическая единица с второго выхода распределителя 30 импульсов через элемент 32 задержки поступает на четвертый выход 25 блока 5 управления и через третий элемент И 29 и элемент ИЛИ 34- на вход счетчика 36, изменяя его содержимое на единицу и определяя тем самым адрес следующего датчика на первом выходе 22 блока 5 управления.При поступлении логического нуля на установочный вход 21 блока 5 эле мент И 29 запрещает прохождение сиг-, нала с второго выхода регистра 30 на счетный вход счетчика 36, сохраняя тем самым текущий адрес опрашиваемого датчика 1, Затем цикл операций повторяется вновь либо с первого адреса по исходному состоянию счетчика 36 (при единичном сигнале на входе 21 блока 5), либо по текущему адресу опрашиваемого датчика (при нулевом сигнале на входе 2 1 блока 5), Время задержки элемента 32 обусловлено временем прохождения сигналом блоков 1-4, 6 и 10.Предлагаемое устройство контроля датчиков позволяет осуществлять непрерывное циклическое измерение рабочих параметров датчиков, устанавливаемых на контролируемом объекте. Режим опроса датчиков полностью автоматизирован и выполняется в режимеИзмерение", В устройстве выполняется коррекция аддитивной погрешности с учетом дрейфа нуля датчиков, обусловленных качеством и особенностью их функционирования.Отличительной особенностью предлагаемого устройства является также то, что результирующий сигнал состояния датчика выдается не просто на определенную совокупность (равную заданной уставке, например для уставки И=5 и по последовательности сигналов опрашиваемого датчика 1,1,0,0, 1,0,1,1 - также по совокупности единичных сигналов датчика, равной пяти) сигналов датчика, а только на непрерывную последовательность таких сигналов в пределах заданной уставки (например, для И=5 . "1, 1, 1, 1, 1), В противном случае при недостижении уставки сигналами датчика производится сброс показаний и переход к опросу следующего датчика.Формула изобретения1, Устройство для контроля датчиков содержащее блок вычитания, блокпамяти, блок управления, первый элемент И, коммутатор, информационные входы которого являются информационными входами устройства, а выход сое динен с входом уменьшаемого блока вычитания, первый вход устройства подключен к входу запуска блока управления, первый выход которого соединен с адресными входами коммутато ра и блока памяти, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности выработки информации за счет обеспечения полноты контроля, введены второй элемент И, два регист ра, блок сравнения, элемент НЕ, формирователь импульсов, два элемента ИЛИ, счетчик и элемент ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с выходом устройства и с первым входом второго элемен та ИЛИ, выход которого подключен к стробирующему входу блока управления, второй выход которого соединен с входом разрешения записи блока памяти, выход которого подключен к входу вы читаемого блока вычитания, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и входом сигнала данных блока памяти, вход разрешения считывания которого подключен к 30 третьему выходу блока управления и второму входу первого элемента И, вы ход которого соединен с п,.вым входом блока сравнения, выход которого подключен к первому входу второго35 элемента И, второй вход которого сое. динен с четвертым выходом блока управления, второй вход блока сравнения подключен к выходу второго регистра, вход которого соединен с 40 первым установочным входом устройства,второй установочный вход которого соединен с входом первого регистра, выход которого подключен к информационному счетчику,вычитающий вход 45 которого соединен с выходом второго элемента И, выход счетчика подключен к входу элемента ИЛИ-НЕ, а вход разрешения параллельной записи - к выходу первого ена ИЛИ,первый вход которого подключен к разрешаю 50 щему входу устройства, а второй вход соединен с выходом формирователя импульсов, вход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и выходу элемента НЕ, вход которого соединен с выходом блока сравнения. 2. Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок управления содержит управляемый генератор импульсов, первый, второй и третий элементы И, первый и второй распределители импульсов, первый и второй элементы задержки, элемент ИЛИ, Р-триггер и счетчик, выходы разрядов которого соединены с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к первому выходу второго распределителя импульсов, второй вы" ход которого соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен со синхровходом триггера и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу счет-чика, выход старшего разряда которого соединен с Р-входом триггера, прямой выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом первого распределителя импульсов, первый выход которого подключен к третьему выходу блока управления, четвертый выход которого подключен к выходу первого элемента задержки, вход которого соединен с вторым выходом первого распределителя импульсов, и к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента И соединен со стробирующим входом блока управления, вход запуска которого подключен к управляющему входу управляемого генератора импульсов, выход которого соединен с вто" рым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу второго распределителя импульсов, а второй вход второго элемента И соединен с инверсным выходом триггера1386966 Корректор Л,Пилипенко Заказ 1495/46В го ко нии и открьРаушская йа город, ул11 роектная оиэводстненно-полиграфическое предприятие,Составитель А,АндеРедактор Г.Гереши Техред М,Ходанич Тираж 866 Государств ам изобре сква, ЖИИПИ по дел 5, Мо Подписиета СССтий