Устройство для централизованного контроля параметров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 144471 5 51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ гл ,1 ЦтгчЕ О НИ АВТОРС 24 жит Бюп. Р 46дский электротех(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ ПАРАИЕТРОВ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можебыть использовано для контроля параметров различных объектов. Цельизобретения - повышение достоверности контроля за счет принудительногоопроса каналов контроля, отклонениесигналов которых от номинальных значений отличается от максимальногозначения. Устройство для централизо(21) 4281046/ (22) 13. 07. 87 (46) 15.12.88 (71) Ленингра институт. им. В (72) Е.И.Анто (53) 681.325 (56) Авторско Р 450955, кл.Авторское Р 1151929, кл НИЕ ИЗОБР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ванного контроля параметров содердатчики параметров, унифицирующиепреобразователи 2, вычитатели 3, задатчик 4 номинальных значений параметров, коммутаторы 7, 8, блоки 5,выделения максимального отклоненияпараметра, дешифратор 9, три счетчика 1 О, 29 и 42, пять блоков сравнения 11, 14 - 17, два ключа 12, 13,задатчик 21 допустимых отклонений,аналого-цифровой преобразователь 22три элемента ИЛИ 18, 19, 30, пятьэлементов И 26-28, 45, 46, элементНЕ 20, блок индикации 23, переключатель 40, компаратор 41, два триггера 25, 43, задатчик времени 44. Засчет введения переключателя, блокасравнения кодов, задатчика времени,дополнительных счетчика, триггера идвух элементов И осуществляется принудительный опрос малоактивных кана в, что повышает достоверно контроля и удобство использованияформации потребителем. 1 ил.1444717параметров, унифицирующие преобразователи 2, вычитатели 3, задатчик 4 номинальных значений параметров, первый 5 и второй 6 блоки выделения максимального отклонения параметра, первый 7 и второй 8 коммутаторы, дешифблок 11 сравнения, первый 12 и второй 13 ключи, третий 14, четвертый5, первый 6 и второй 17 блоки сравнения, третий 18 и второй 19 элементы ИЛИ, элемент НЕ 20, задатчик 2 1допустимых отклонений параметров,аналого-цифровой преобразователь 22,блок 23 индикации, генератор 24 импульсов, первый триггер 25, первый26, второй 27 и третий 2 8 элементы И,второй счетчик 29, первый элементИЛИ 30. Блок сравнения 1 содержитинвертор 31, дифференциальный усилитель 32. В блоке индикации 23 наФиг. 1 обозначены регистр 33, первыйи второй преобразователи кодов 34 и35 (двоичного кода в двоично-десятичный код), первый 36 и второй 37 дешифраторы, цифровые индикаторы 38 иусилители 39 индикации блока 23 индикации. Кроме того, устройство содержит переключатель 40, компаратор41, третий счетчик 42, второй триггер 43, задатчик 44 времени, четвертый 45 и пятый 46 элементы И,Датчики 1 служат для преобразования технологических параметров вэлектрический сигнал, Преобразователи 2 служат для нормализации выходных сигналов датчиков. Вычитатели 3предназначены для получения отклонения текущего значения параметра отноминального. Блок 5 служит для вы"деления максимального положительногоотклонения параметра от номинальногозначения. В простейшем случае блок 5представляет собой диодную сборку,число диодов в сборке равно числу каналов, причем аноды диодов соединеныс соответствующими выходами вычитателей 3, а катоды диодов соединенымежду собой и с первым входом блока 11. Блок 6 служит для выделениямаксимального отрицательного отклонения параметра от номинального значения. В простейшем случае блок 6 представляет собой диодную сборку,число диодов в сборке равно числу ка.налов, причем катоды диодов соединены с соответствуюц 1 ими выходами вычитателя 3, а аноды диодов соединены Изобретение относится к контроль.но-измерительной технике и может бытьоиспользовано для контроля параметровразличных объектов,Целью изобретения является повыше 5ние достоверности контроля,Цель достигается тем, что в уст- ф ратор 9, первый счетчик 10, пятыйройство для централизованного контроля параметров введены третий счетчик, 0блок сравнения кодов, переключатель,четвертый и пятый элементы И, задатчик времени и второй триггер, первыйвыход которого соединен с первым входом переключателя, вторые входь которого подключены к выходам первогосчетчика, третьи входы переключателясоединены с выходами третьего счетчика и с первыми входами блока сравнения кодов, вторые входы которого 20соединены с выходами переключателя,входами первого дешифратора и первыми информационными входами блока индикации, выход блока сравнения кодовподключен к первому входу четвертого 25элемента И, выход которого соединенс входом третьего счетчика и первымвходом задатчика времени второй входкоторого подключен к первому входугенератора импульсов, третий вход ЗОблока сравнения кодов соединен с выходом третьего элемента И и первымвходом пятого элемента И, второй входкоторого подключен к выходу задатчика времени, выход пятого элемента Исоединен с первым входом второготриггера, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ,второй выход второго триггера соединен с вторым входом четвертого эле- щмента И.Каждый из вновь введенных блоковявляетСя известным и применяетсяпо своему назначению. Однако совокупность их с соответствукщими связяки между собой и с устройством-прототипом является новой и определяетсяпопожительный эффект от предпоженногоустройства в целом, а свойства его несовпадают со свойствами известных решений. Следовательно, предложенноеустройство можно считать соответствующим критерию существенных отличии аНа чертеже представлена структурная схема устройства для централизованного контроля параметров,Устройство для центрапизованногоконтроля параметров содержит датчики1 О параметра от номинального значения к второму входу блока 15. Ключ 12 открыт при наличии сигнала "1" на выходе усилителя 32. Ключ 13 служит для подключения максимального отрицательного отклонения параметра от номинального значения к второму входу блока 14. Ключ 13 открыт при наличии сигнала "Он на выходе усилителя 32.Блоки 14 и 15 служат для выработки сигналов 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 палажительнога или От рицательного отклонения параметра от номинального значения.Блоки 16 и 17 служат для выработки сигналов "1 при достижении теку-. щего положительного (талька блок 16) и текущего отрицательного (только блок 17) отклонения параметра значения допустимого отклонения соответствующего знака, т,е, вырабатываются между собой и с вторым входам блока 11. Коммутатор 7 слу 1 от для коммутации разностных сигналов с выходов вычитателей 3. Число ключей в коммутаторе 7 равно числу каналов. Коммутатор 8 служит для коммутации унифицированных сигналов с выходов преабра - зователей 2, число ключей в нем рав - но числу каналов,Блок 11 служит для сравнения максимальных положительного и отрицательного отклонений параметров,между собой по абсолютному значению. В состав блока 11 входит инвертор 31 15 и усилитель 32. Инвертар 31 представляет собой усилитель с коэффициентам усиления, равным единице на вход которого поступает максимальное отклонение параметра от номинального зна - 20 чения. Таким образом, на входы усилителя 32 поступают напряжения одинаковых знаков. Усилитель 32 работает в релейном режиме, а это означает, что если напряжение на ега пер вом входе (от блока 5) больше, чем на втором, то на выходе усилителя 32 сохраняется высокий положительный потенциал - "1", если меньше, то на выходе усилителя 32 высокий атрица тельны 1 (или нулевой) потенциал - "О". Ключ 12 служит для подключения максимального положительного отклонения логические сигналы "Больше" и "Иеньше".3 адатчик 2 предназначен для формированияя и выдачи значений допустимых отклонений параметран от номинальных значений и представляет собой два источника напряжения разнойполярности,Блок 23 содержит регистр 33, предназначенный для записи, хранения ивыдачи кода значения выбранного параметра и представляющий собой регистр с параллельной установкой исъеыаы информации, преобразователи34 и 35 двоичного кода значений выбранного параметра и номера каналасоответственна в двоична-десятцчньпкад, дешифратары 36 и 37 двоична-де -сятичнага када в десятичный позиционный кад, необходимый для управленияиндикатарамн 38, усилители 39 индикации отклонений выбранного параметраиз зоны допустимых значений - "Бальше илР аеле р и с адержаЩе л Йм 1 ынакаливания. Падсвечивающие соответствующиее транспаранты.Генератор 24 и:пульсов служит дляуправления работой устройства и мажет быть достроен на основе мультивибратора с двумя выходами,Переключатель 40 служит дпя подключения к дешифратору 9 выходов первого счетчика 1 О при нулевом управляющем сигнале ат триггера 43 или выходов третьего счетчика 42 прн единичном сигнале на выходе триггера 43Переключатель 40 представляет собойнабор элементов И с двумя входамикаждый, одного инвертора и элементов И 1 по числу разрядов кода адреса, Число элементов И равно удвоенному числу разрядов кода адреса (1 амера канала), одна половина которыхподключена к выходам счетчика 1 О, адругая - к выходам счетчика 42, Вторые входы элементов И, подключенныхк счетчику 42, непосредственно соединены свыходам триггера 43, а вторыевходы элементов И, подключенных ксчетчику 10, соединены с выходом триггера 43 через инвертор.Компаратар 41 служит для выработки сигнала совпадения кодов, поступающих от счетчиков 1 О (через переключатель 40) и 42 (непосредственно).Счетчик 42 служит для формированиякода адреса контролируемого канала.Триггер 43 предназначен для формиро444717 6С выхода блока 5 максимальное положительное отклонение параметра пооступает на первый вход блока 11, на5второй вход которого поступает максимальное отрицательное отклонение параметра с выхода блока 6, Блок 11осуществляет сравнение по абсолютно 10 15 20 25 30 40 45 50 55 5 1 вания сигналов управления переключателем 40 и четвертым элементом И 45. Задатчик 44 времени служит для задания максимально возможного интервала между моментами контроля и может быть построен, например, на счетчике, запускаемом генератором 24 и сбрасываемом выходным сигналом компаратора 41, проходящим через элемент И 45, Максимальный интервал между моментами контроля определяется как динамическими свойствами входных сигналов, так и требованиями потребителя информации. Элемент И 46 служит для выработки сигнала переключения триггера 43 так, чтобы к управляющему входу переключателя 40 был подан единичный сигнал при совпадении единичных сигналов с выхода задатчика 44 времени и с выхода элемента И 28.Устройство работает следующим образомм.Напряжение с выхода датчикапоступает на вход преобразователя 2, с выхода которого унифицированный сигнал поступает на вход вычитателя 3, где происходит вычисление разности напряжений, поступающих от преобразователя 2 и задатчика 4 (задания номинальных значений параметров). Разностные сигнапы поступают на первый 5 и второй 6 блоки выделения максимального отклонения параметра, а также на первый коммутатор 7. Сигналы от преобразователя 2 поступают на коммутатор 8.При включении устройства в работу, если триггер 25 находится в состоянии 11 11, через элемент И 26 на счетчики 10 и 29 поступают импульсы с второго выхода генератора 24, по которым счетчик 10 через дешифратор 9 осуществляет переключение каналов в коммутаторах 7 и 8, и выполняется рброс счетчика 29 в нулевое состояние. На счетный вход счетчика 29 импульсы с первого выхода генератора 24 поступают постоянно. Если триггер 25 находится в состоянии "0", то через некоторый промежуток времени, определенный начальным состоянием счетчика 29, с его выхода появится сигнал, устанавливающий через элемент ИЛИ 30 триггер 25 в состояние "1".Таким образом состояние триггера 25, счетчиков 10 и 29 после включения питания определяет время переходного процесса. му значению поступающих на его входыотклонений параметров. Если напряжение на первом входе блока 11 по абсолютному значению больше, чем навтором, то на выходе блока 11 формируется сигнал "1", открывающий ключ12, и напряжение с выхода блока 5.поступает на второй вход блока 15. Если напряжение на первом входе блока11 по абсолютному значению меньше,чем на втором, то на выходе блока 11формируется сигнал 0", по которому открывается ключ 13, и напряжение с выхода блока 6 поступает на второй вход блока 4.При нулевом сигнале на управляющем входе переключатели 40 (от триггера 43) устройство работает так же, как прототип, но связь счетчика 10 и дешифратора 9 осуществляется через переключатель 40.При этом триггер 25 в состоянии 1 11 разрешает прохождение импульсов от генератора 24 через элемент И 26 на счетчик 10. Коммутаторы 7 и 8 последовательно опрашивают каналы. Напряжения, пропорциональные отклонениям параметров от номинальных значений, через коммутатор 7 поступают напервые входы блоков 14-17, В моментравенства сигналов на первом и втором входах блоков 14 или 15 последние через элемент ИХЯ 1 8 Формируютсигнал "1", подготавливакиций элемент И 28. Напряжения, соответствующие отклонениям параметров от номинальных значений, сравниваются с сигналами задатчика 21, поступающими навторые входы блоков 16 и 17. Есливыбранное максимальное отклонениебольше допустимого отклонения параметра, то на выходах блоков 16 или 17появляется сигнал "1", который черезэлемент ИЛИ 19 и подготовленный ранее элемент И 28 устанавливает триггер 25 в состояние "0" и запускаетпреобразователь 22, на вход которогочерез коммутатор 8 поступает напряжение, соответствующее значению параметра выбранного канала. Если максимальное отклонение параметра находит.1444 71 О 20 25 30 35 40 45 7ся 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 "0", Устройство продолжает цикл опроса до последнего канала и начинает новый цикл опроса каналов.В случае выхода параметра из зоны допустимых значений сигналы "1" с вы. ходов блоков 16 или 17 подаются на усилители 39 индикации результатов контроля ( "Больше", "Меньше" ) и на регуляторы для регулирования. Код значения выбранного параметра с выхода преобразователя 22 но сигналу "Конец преобразования" записывается в регистр 33.0 т счетчика О (через переключатель 40) на преобразователь 35 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" ("Норма), подготавливающий элементы ИЛИ 19 и НЕ 20, элемент И 2 7. Импульс 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.Если выбранный параметр не поддается регулированию, то через заданное время, определяемое максимально допустимым временем регулирования, на выходе счетчика 29 появляется .сигнал переполнения, устанавливающий через элемент ИЛИ 30 триггер 25 в состояние "1" и сбрасывающий регистр 33. Устройство продолжает опрос каналов.При общей высокой активности контролируемых сигналов может возникнуть ситуация, когда некоторые каналы опрашиваться и контролироваться не будет из-за своей малой активности или ьнеисправности элементов схемы, что вряде случаев затрудняет использование информации, Дпя исключения такойситуации в устройство введена схемаконтроля, состоящая из блоков 40-46. Контроль о суще ствляет ся по следовательно, начиная с любого канала, в зависимости от начального: состояния счетчика 42. Код с выхода счетчика 42 сравнивается в компараторе 41 сравнения кодов с кодом на выходе переключателя 40 в момент появления сигнала на выходе элемента И 28. Если в максимально возможное время, определяемое задатчиком 44 времени, на выходе переключателя 40 появится код,одинаковый с кодом счетчика 42, то на выходе компаратора 41 появляется сигнал, который через элемент И 45 переключает: счетчик 42 в следующее положение и сбрасывает задатчик 44 вре мени в начальное положение. На дешифратор 9 в этом случае поступает через переключатель 40 код с выхода счетчика 1 О.Если время, определяемое задатчиком 44, не достаточно для появления кода контролируемого канала, то на выходе задатчика появляется единичный сигнал, который через элемент И 46 в момент появления единичного сигнала на выходе элемента И 28 переключает триггер 43 так, что на управляющем входе переключателя 40 появляется единичный сигнал, а на входе элемента И 45 - нулевой. К входам дешифратора 9 оказываются подключенными выходы счетчика 42 и происходит принудительный опрос контролируемого канала и соответствующая обработка сигнала этого канала. По окончании обработки сигнала контролируемого канала сигнал с выхода элемента ИЛИ 30 переключает триггер 43 так, что на управляющий вход переключателя 40 поступает нулевой сигнал, а на вход элемента И 45 - единичный. Устройство переходит в режим нормальной работы,Таким образом, изобретение дает большую достоверность контроля за счет принудительного опроса мало активных (и даже неисправных)каналов через определенные промежутки време 50 ни, определяемые динамическими свойствами сигналов и удобством использования информации.Формула изобретенияУстройство для централизованного контроля параметров, содержащее дат" чики параметров, унифицирующие преобразователи, вычитатели, первый и второй блоки выделения максимального отклонения параметра, дешифратор, счет 4чики первый и второй, с первого по пятый блоки сравнения, первый и второй ключи, с первого по третий элементы ИЛИ, элемент НЕ, задатчик допустимых отклонений параметров, аналого-циФровой преобразователь, блок индикации, генератор импульсов, первый триггер с первого по третий элементы И и задатчик номинальных значений параметров и первый и второй коммутаторы, выходы датчикоЮ параметров через унифицирующие преобразователи подключены к информационным входам второго коммутатора и к входам уменьшаемого вычитателей, входами вычитаемого подключенных к выходам задатчика номинальных значений параметров, выходы вычитателей соединены с соответствующими входами первого и второго блоков выделения максимального отклонения параметра .и с соответствующими информационными входами первого коммутатора, выходом подключенного к первым входам блока сравнения с первого по четвертый, выход . первого блока выделения максимального отклонения параметра подключен к первому входу пятого блока сравнения и к информационному входу первого ключа, выход второго блока выделения максимального .отклонения подключен к информационному входу второго ключа и к второму входу пятого блока сравнения, выходом соединенного с управляюшими входами первого и второго ключей, выходы которых подключены соответственно к вторым входам четвертого и третьего блоков сравнения, выходами подсоединенных к соответствующим входам третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выходы задатчика допустимых отклонений параметров соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков .сравнения, выходы которых являются соответствующими выходами устройства и подсоединены к соответствующим первым информационным входам блока инди: кации и к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выходом подключенного к второму входу третьего элемента И и через элемент НЕ - к первому входу второго элемента И, первый выход генератора импульсов соединен со счетным входом второго счетчика и с вторымвходом второго элемента И, выходом соединенного с первым входом44717Опервого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу переполнения второго счетчика, а выход - квходу установки блока индикации и к,единичному установочному входу первого триггера, выходом соединенного спервым входом первого элемента И,вторым входом подключенного к второ му выходу генератора импульсов, авыходом - к входу сброса второгосчетчика и к счетному входу первогосчетчика, выход третьего элемента Иподключен к входу установки в 0 15 первого триггера и к входу запускааналого-цифрового преобразователя,информационным входом подключенногок выходу второго коммутатора, информационными выходами - к вторым ин формационным входам блока индикации,а выходом КОНЕЦ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ - куправляющему входу блока индикации,выходы дешифратора соединены с управляющими входами первого и второго 25 30 35 40 45 50 55 коммутаторов, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройствовведены второй триггер, задатчик времени, четвертый и пятый элементы И,третий счетчик, компаратор и переключатель, информационными входамиподключенный к выходам первого счетчика, первыми выходами - к входам дешифратора, к третьим информационнымвходам блока индикации и к первым информационным входам компаратора, входом управления подключенного к выходутретьего элемента И и к первому входупятого элемента И, а выходом - к перному входу четвертого элемента И, выходом соединенного с входом сбросазадатчика времени и со счетным входом третьего счетчика, выходы которого соединены с вторыми входами компаратора, первый выход генератора импульсов подключен к счетному входузадатчика времени, выходом подключенного к второму входу пятого элементаИ, выход которого соединен с первымустановочным входом второго триггера,вторым установочным входом подсоединенного к выходу первого элементаИЛИ, а инвертирующим выходом - к управляющему входу переключателя, вторые выходы которого соединены с вторыми входами компаратора, неинвертирующий выход второго триггера соединен с вторым входом четвертого элемента И,