Многоканальное устройство для до-пускового контроля параметров

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и 840819 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 180679 (21) 2784323/18-24с присоединением заявки Йо(51)М, Кл,6 05. В 23/02 6 06 Г 15/46 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 230681(72) Авторы изобретения Г.Л.Баранов, В.Л.Баранов и Г.Г.Счастливый 1Институт электродинамики АН. Украинской ССР и ОрденаЛенина институт кибернетики АН Украинской ССР(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВИзобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля процессов в различных технологических объектах, например в турбогенераторах электростанций.Известно многоканальное устройство для допускового контроля, содержащее последовательно соединенные управляемый многоканальный мааатабный преобразователь, аналоговые сумматоры, прямые преобразователи аналог-код, блок вывода измеряемой инФормации, общий для всех каналов блок обрат- ного преобразования код-аналог и вычислительный блок 11.Недостатками такого многоканального устройства для допускового контроля является его сложность, обус- ловленная наличием большого числа 20 преобразователей аналог-код и аналоговых сумматоров, и низкая точность измерений параметров объекта, поскольку операция сравнения выполняется на аналоговом сумматоре.Известно также многоканальное устройство для допускового контроля содержащее датчики, Функциональные преобразователи, источник эталон" ных сигналов, коммутатор, аналого-циФЗО ровой преобраэователь, регистр уставок, регистр результата контроля, блок 6 бработки результатов контроля, блок регистрации, блок индикации, блок звуковой сигнализации и блок управления 23 .Недостатками этого многоканального устройства для допускового кон- троля являются низкое быстродействие и относительно низкая точность, которые обуславливаются наличием коммутатора.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для допускового контроля, содержащее одновибратор, последовательно соединенные блок индикации, блок сравнения и распределитель импульсов, второй выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого подключен ко второму входу блока сравнения, а также генератор импульсов, подключенный первым выходом к входу блока регистрации, .другие входы которого подключены к выхо" ду одновибратора и выходу динамического регистра соответственно, сумматор, подключенный первым выходом к входу динамического регистра и вторым выходом - к первому входу пер 840819вого элемента И, выход которого сое-динен с входом распределителя импульсов, два триггера, выходы которыхсоединены соответственно с первымивходами второго и третьего элементов И, подключенные вторыми входамик соответствуняцим выходам блока устаЪок элементИЛИ, подключенный входамй к выходам динамического регистра второго и третьего элементов И соответственно, и элемент задержки, под- Оключенный выходом к первому входусумматора и входом - к первым входам,первого и второго триггеров, второмувходу первого элемента И и второмувыходу генератора импульсов, причемвторой вход сумматора подключен к выходу элемента ИЛИ 31,Недостатками этого устройстваявляются его ограниченные функциональные воэможности .ввиду одноканальности контроля и сложности реализации в случае многоканального контроля, поскольку аппаратные затратырастут пропорционально количествуканалов контроля.Цель изобретения - упрощение устройства.Цель достигается тем, что многоканальное устройство для допускового.контроля параметров, содержащее генератор импульсовподключенный пер. -вым выходом к первому входу блокарегистрации через последовательносоединенные элемент задержки, сумматори первый регистр, выход которогоподключен к первому вхоцу первогоэлемента ИЛИ,второй выход генератораимпульсов подключен ко второму входублока регистрации и ко входу блокауставок, первый и второй выходы которого подключены к первым входамсоответственно первого и второго элементов И, соединенных выходами совторым и третьим входами первого элемента ИЛИ, а вторыми входами - с выходами соответственно первого и второго триггеров, первые входы которыхподключены к первому выходу генерато-ра импульсов, и в каждом канале одновибратор и последовательно соединенные третий элемент И, первыйраспределитель, импульсов, блок сравнения и блок индикации, второй входблока сравнения соединен с выходомодновйбратора и с одним из третьихвходов блока регистрации, вход одновибратора подключен ко второмувыходу первого распределителя импульсов, а первые входы третьих элементов И - ко. второму входу сумматора,.дополнительно введены второй регистр,второй распределитель импульсов иэлементы ИЛИ, выходы второго распределителя импульсов подключены ко вторым входам третьих элементов И, авход - к первому выходу генератораимпульсов, вход второго регистра,соединен с выходом первого элемента ИЛИ а выход - со вторым входом сумматора, входы второго элемента ИЛИ подключены ко вторым выходам первых распределителей импульсов, а выход - ко второму входу первого триггера, входы третьего элемента ИЛИ соединены с третьим выходом первых распределителей импульсов, а выход - со вторым входом второго триггера.На чертеже изображена структурная ,дхема многоканального устройства для допусковойо контроля параметров;.Устройство сОдержит одновибраторы 1, генератор 2, импульсов, блок 3 уста вок, блоки 4 сравнения, блоки 5 индикации, блок 6 регистрации, первый регистр 7, сумматор 8, распределитель 9 импульсов, два триггера 10 и 11, элемент 12 задержки, элемент ИЛИ 13, три элемента И 14-16, два элемента ИЛИ 17 и 18, второй распределитель 19 импульсов второй регистр 20.Устройство работает следующим образом.Одновибраторы 1 преобразуют входные контролируемые параметры х,1,2,М, где М - количество входных каналов, в импульсные сигналы,длительность которых пропорциональнавеличине входного сигнала.Генератор 2 импульсов вырабатывает по первому выходу тактовые импульсы с частотой Г, а по второмувыходу - синхронизирующие импульсыс частотой Г/и , где и - количество двоичных разрядов динамическогорегистра 7.Распределитель 19 импульсов изсигналов второго выхода-,генератора2 импульсов Формирует на М своих выходах М последоьательностей импульсов, действующих с частотой Г/и МБлок 3 уставок вырабатывает изтактовых импульсов две последовательности импульсов уставок, соответствующих нижней границе допуска хд иполю допуска хв - х 1 где х 8 - верхняя граница допуска.На первом выходе блока 3 уставокпоследовательно вырабатывается М последовательных двоичных кодов 2 ихнв 1,2,М, где и - количество разрядоз первого регистра 7,М - количество входных каналов.На втором выходе блока 3 уставокпоследовательно генерируются М последовательных двоичных кодов 2"- (х 11 - хи ),1,2,М,Н фиДвоичнйв коды уставок 2 - хн и2" - (х 8 - хн; ), 11,2 М, йоступают послвдовательнб по порядкуномеров, начиная с мпадыих разрядов,на вторые входы элементов И 15 и 16соответственно.Первый регистр 7 содержит и двоичных разрядов и может хранить одиндвоичный код устанки. Второй регистр20 содержит (М 1)и двоичных разрядови может хранить М - 1 двоичных кодов35 уставок. Последовательное соединениерегистров 7 и 20 через элемент ИЛИ13 образует динамический регистр, содержащий И двоичных слоев по и разрядов в каждом,Последовательное . соединение регистров 7 и 20 с сумматором 8 образуетдвоичный счетчик, выполняющий последовательно в й словах независимыйсчет синхронизируищих импульсов второго выхода генератора 2.импульсов,которые через элемент 12 задержки поетупают напервый вход сумматора 8в моменты прохождения младщего разряда каждого слова.В результате непрерывного независимого счета в К словах через определенные отрезки времени происходятпереполнения счетчика, которые генерируются в виде сигналов переносаиз п-го разряда каждого слова навтором выходе сумматора 8. 20Распределитель 19 управляет спомощью элементов И 14 распределением импульсов переноса из и-ых разрядов каждого слова по М параллельным каналам таким .образом, что импульс переполнения: в первом словепоступает на вход распределителя 9первого канала, импульс переполненияво втором слове поступает на вход распределителя 9 второго канала и. т.д.Распределители 9 каждого каналав свою очередь выполняют распределение импульсов переноса и и-го разряда соответствукщего слова по тремвыходам.Работу устройства, функционирующего в непрерывном режиме генерации на выходах распределителей 9импульсных сигналов, рассмотрим, например с момента генерации на второмвыходе распределителя 9 первого канала выходного импульса, который, запускает одновибратор 1 первого канала и через элемент ИЛИ 17 устанавливает по второму входу триггер 10в единичное состояние. 45Одновибратор 1 первого канала после срабатывания от запускающего иМпульса вырабатывает на выходе импульсный сигнал, длительность которо"го пропорциональна величине входного 50сигнала по первому каналу.Триггер 10 после установки его вединичное состояние открывает элементИ 15.Двоичный код уставки по первомуканалу 2" - х с первого выхода. бло- фН 1ка у ставок 3 через элементы И 15 иИЛИ 1 3 поступает на вход регистра 20 ,з аписывая в него в первом слове начальный двоичный код , соот ветствующий нижней границе допуска для пер. 60вого канала .Спустя время э адержки в регистре20 последовательный двоичный код уст авки по пеРвомУ каналУ 2 п " хн поступает последовательно во времени , 45 начиная с младшего разряда, на второй вход сумматора 8, на первый входкоторого поступает с выхода элемента12 задержки синхронизирукщий импульс.младйего разряда.В результате суммирования сумматором 8 двоичный код 2 - х, увеличивается на единицу и новйй двоичныйкод 2" - х + 1 с первого выходасумматора 8 записывается в регистр 7,После прохождения двоичного кода2 - х,через элемент И 15 триггер10 сбрасывается по первому входу внулевое состояние импульсом второговыхода генератора 2.После установки триггера 10 в нулевое состояние элемент И 15 закрывается и поступление двоичного кода уставки на вход элемента ИЛИ 13 прекращается.Двоичный код в первом слове 2хц,+ 1 с выхода регистра 7 черезэлемент ИЛИ 13. записывается в регистр20, с выхода которого, спустя времязадержки регистра 20, поступает на .второй вход сумматора 8.Сумматор 8 вновь, увеличит двоичный код в первом слове на единицу ирезультат суммирования 2" - х + 2записывается в регистр 7,Н 1Так продолжается до тех пор, покавовремя суммирования в первом словена втором выходе сумматора 8 не появится импульс переноса нэ и-го разряда. Это происходит спустя интервалвремени хн и М/Г после запуска одновибратора 1 первого канала. В этотмомент времени на первом выходе распределителя 19 действует импульс, отпиракций по второму входу элемент И14 первого канала, через который импульс переполнения со второго выходасумматора 8 поступает на вход распределителя 9 первого канала. Распредели-:тель 9 первого канала пропускает вход.ной импульс на свой третий выход ипрекращает действие сигнала на первой шине первого выхода, который появляется в момент генерации импульсана втором выходе.Таким образом, на первой шине первого выхода распределителя 9 первогоканала вырабатывается импульс длительность которого равна нижней границе допуска по первому каналу.. Сигнал с первого выхода распреде"лителя 9 поступает на первый входблока.4 сравнения, на второй вход которого подается выходной сигнал одновибратора 1.Если контролируемый параметр поперВому каналу х меньше нижнейграницы допуска хн, то длительностьимпульса на выходе одновибратора 1будет меньше, чем длительность импульса на первом выходе распределителя 9.В этом случае на первом выходеблока 4 сравнения формируется импульс 840819ный сигнал длительностью ( х - х) и Й/который, поступая в блок 5 индикации, приводит к срабатыванию элемента сигнализации на выходе контролируемого параметрапо первому каналуза пределы нижней границы допуска. 5Если контролируейый параметр попервому каналу больше нижней границыдопуска, то длительность импульсана выходе одновибратора 1 больше, чемдлительность импульса на первой шинепервого выхода распределителя 9, исигнал на первом выходе блока сравнения 4 отсутствуетПосле первого переполнения в первом слове сигнал переноса из п-го.разряда первого слова поступает с тре 15тьего вЫхода распределителя 9 первогоканала через элемент ИЛИ 18 на второйвход триггера 11, устанавливая его вединичное состояние.Трйггер 11 единичным выходом отпирает элемент И 16, Двоичный кодуставки поля допуска первого канала2 - (х -х ) со второго выходаблока 3 уставок через элементы И16, ИЛИ 13 поступает на вход регистра 2520, где записывается в первом слове,После прохождения всех разрядовдвоичного кода 2" - (х, - х,) черезэлемент И 16 триггер 11 сбрасываетсяв нулевое состояние импульсом второго выхода генератора 2,Двоичный счетчиК, образованныйпоследовательным соединением регистров7 и 20, и сумматора 8 выполняет впервом слове счет импульсов младшегоразряда, которые поступают с выходаэлемента 12 задержки, начиная с начального кода 2 и - (х - х ).И Н 1Спустя интервал времени (х 6 - )1п И/Г после первого переполнения,в первом слове происходит его второе 40переполнение и на втором выходе сумматора 8 появляется сигнал переносаиз п-го, разряда первого слова, который через элемент И 14 первого канала,открытый сигналом первого выхода распределителя 19, проходит на вход распределителя 9 первого канала, В результате на второй шине первого выхода распределителя 9 появляется сигнал, который действует. до следукщего щ(третьего) переполнения первого слова.Если контролируемый параметр хбольше верхней границы допуска хе,то импульс на выходе одновибратсра 1действует некоторое время после.второго переполнения первого слова. Совпадение заднего фронта выходного импульса одновибратора 1 с переднимфронтом импульса на второй шине первого выхода распределителя 9 выделяется блоком 4 сравнения, на втором - бдвыходе которого образуется импульсдлительностью (х - хп) п й/Г. Вы"ходной импульс блока 4 сравнения поступает в блок индикации и приводитк срабатыванию элемента сигнализации о выходе контролируемого параметра по первому каналу за пределы верхней границы допуска.Если контролируемый параметр по первому каналу меньше верхней границы допуска, то сигнал на втором выходе блока 4 сравнения отсутствует, так как импульс на выходе одновибратора 1 заканчивается раньше, чем начинает действовать импульс на второй шине первого выхода распределителя 9.После второго переполнения первого слОва двоичный счетчик, образованный регистрами 7, 20 и.сумматором 3, выполняет счет в первом слове с нулевого начального кода, Поэтому трегье переполнение первого слова происходит спустя интервал времени 2 п п.И/Г после второго переполнения.Третье переполнение в первом слове, поступая со второго выхода сум.матора 8 через элемент И 14 первого канала на вход распределителя 9 первого канала, прекращает действие сигнала на второй шине первого выхода распределителя 9 и приводит к генерации импульса на его втором выходе.Импульс со второго выхода распределителя 9 первого канала запускает одновибратор 1 первого канала и через элемент ИЛИ 17 устанавливает триггер 10 в единичное состояние. Цикл работы устройства по первому каналу повторяется аналогичным образом.Таким же образом выполняется допусковой контроль по всем остальным каналам. Двоичный счетчик образованный регистрами 7, 20 и сумматором 8, выполняет независимый счет во всех словах, а импульсы - переносы из п-го разряда каждого слова, образующиеся на втором выходе сумматора 3, распределяются распределителем 19 в соответствующий канал на вход соответствующего распределителя 9.Наличие дополнительного регистра 20 и дополнительных элементов ИЛИ 17 18 обеспечивает запись двоичных кодов уставок нижней .границы допуска- и поля допуска независимо для каждого контролируемого параметра, что позволяет использовать многоканальное устройство для допускового контроля различных по своей физической природе параметров с различными зна-. чениями границ допуска.Устройство, кроме качественных оценок контролируемых параметров, выполняет количественную регистрацию отклонений от нижней и верхней границы допуска по каждому контролируемому параметру в отдельности.Количественная оценка фиксируется блоком 6 регистрации после окончания действия выходного импульса одновибратора 1 соответствующего канала посредством считывания двоичного кода с выхода регистра 7 по синхронизирующим сигналам генератора 2 импульсов.Если контролируемый параметр "гоканала меньше нижней границы допускадля этого канала, то в момент окончания выходного импульса одновибратора 1 -го кнала в регистре 7 содер-.жится двоичный код 2 - (хй- х ) 5т.е. дополнительный код отрицательного отклонения контролируемого параметра по 1-му каналу от нижней гранины допуска хНЕсли контролируемый. параметр по1-му каналу больше верхней границыдопуска, то в момент окончания выходного импульса одновибратора 1 -гоканала в регистре 7 содержится двоичный код величины х; - хв;, т.е, прямой код положительйого отклонения кон-зтролируемого параметра по 1-му ка:налу от верхней границы допуска ху .Количественные оценки отклоненийот верхней и нижней границ допуска покаждому контролируемому каналу могут 20быть выведены на перфоленту(перфокарту),цифропечать,цифровую индикацию ивыданы на управляющую вычислительнуюмашину.Технические преимущества предлагае мого многоканального устройства длядопускового контроля заключается вего упрощении.По сравнению с известным устройством аппаратурные затраты которогорастут пропорционально количеству входных каналов ,1, в предлагаемом устройстве вместо й сумматоров используется всего один, вместо М регистровтребуется два регистра, аппаратурныезатраты которых в случае реализацииих на линии задержки (например маг"нитострикционной или ультразвуковой)не зависят от количества разрядов,так как при изменении емкости регистра изменяется только время задержки 40или частота тактовых импульсов. Остальные дополнительные затраты предлагаемого устройства (два элементаИЛИ 17-18 и дополнительный распределитель 19 импульсов) ниже, чем соответствующие дополнительные затратыизвестного(2 М триггеров,2 й элементовИ, й элементов ИЛИ),Таким образом, аппаратурные затраты сокращены не менее, чем на й сумматор и йрегистра, где М - количество параллельных входных каналов,Формула изобретенияМногоканальное устройство для допускового контроля параметров, содержащее генератор импульсов, подключенный первым выходом к первому входублока регистрации через последовательно соединенные элемент задержки, сумматор и первый регистр, выход которогоподключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй выход генератораимпульсов подключен ко второму входублока регистрации и ко входу блокауставок, первый и второй выходы которого подключены к первым входам соответственно первого и второго элементовИ, соединенных выходами со вторым итретьим входами первого элемента .ИЛИ,а вторыми входами - .с выходами соответственно первого и второго триггеровпервые входы которых подключены кпервому выходу генератора импульсови в каждом канале одновибоатор и последовательно соединенные третий элемент И, первый распределитель импульсов, блок сравнения и блок индикации, второй вход блока сравнениясоединен с выходом одновибратора и содним из третьих входов блока регистрации, вход одновибратора подключенко второму выходу первого распределителя, импульсов, а первые входы третьих элементов И - ко второму входусумматора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения устройства, введены второй регистр, второйраспределитель импульсов и элементыИЛИ, выходы второго распределителяимпульсов подключены ко вторым входам третьих элементов И, а вход - кпервому выходу генератора импульсов,вход второго регистра соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход -со вторым входом сумматора, входы второго элемента ИЛИ подключены ко вторым входам первых распределителей импульсов, а выход - ко второму входу первого триггера, входы тре"тьего элемента ИЛИ соединены с третьим выходом первых распределителей импульсов, а выход - со вторымвходом второго триггера.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 501369/18-24, кл. 6 06 Г 15/46,1978.2. Авторское свидетельство СССР9 607190/18-24, .кл. С 05 В 23/021978.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2683265/18-24,кл. О 06 Г 15/46, 1978 (прототип)840819 Составитель Н.ГорбуковаРедактор.Н,Лазаренко Техред Т. Католика Корректор Л.Ива каз 4762/68 Тираж 940 По ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-Э 5, Рауыская наб., д. 4/снов филиал ППП "Патентф, г, ужгород, ул. Проектная,