Устройство для централизованного контроля параметров

СО 03 СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ц 4 С 06 Г 15/46 ЕНИ" ска ные инЭнергия,ССР1983,льство 23/02,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ленинградский ордена Лэлектротехнический институтим, В.И.Ульянова (Ленина)(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для контроля параметров различных объектов. Цель изобретения - повышение достоверностиконтроля за счет принудительного опроса каналов контроля с выходным напряжением, отличающимся отмаксимального. Устройство содер 901280397 жит датчики параметров, блоки унификации, вычитающие блоки, блок задания номинальных значений, три коммутатора, два элемента ИЛИ, шесть элементов И, два дешифратора, элементНЕ, аналого-цифровой преобразователь,два блока сравнения, четыре счетчика,генератор импульсов, два триггера,амплитудный дискриминатор, блок выделения абсолютного значения, блок задания допустимых отклонений параметров, два переключателя, блок сравнения кодов, эадатчик времени, блок индикации. За счет введения двух переключателей, дополнительного триггера,сдвух дополнительных элементов И, бло- Жка сравнения кодов, дополнительногосчетчика, эадатчика времени устройст- Ц 1 фво в процессе выявления датчиков, (имеющих максимальное значение параметра, осуществляет принудительныйпериодический контроль параметровдатчиков, имеющих параметры, отличные от максимальных, что повышает00достоверность контроля. 1 ил,СРИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для контроля пара"метров различных объектов.Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет принудительного опроса каналов контроля свыходным напряжением, отличающимсяот максимального.На чертеже приведена схема пред- Олагаемого устройства,Устройство для централизованногоконтроля параметров содержит датчики1.1-1.п параметров, блоки 2,1-2,пуниФикации, вычитающие блоки 3,1- 53:и, блок 4 задания номинальных значений параметров, первый коммутатор5, блок 6 выделения абсолютного значения сигнала, амплитудный дискриминатор 7, второй коммутатор 8, первый 20блок 9 сравнения, второй блок 1 Осравнения, блок 11 задания допустимых отклонений параметров, первыйэлемент ИЛИ 12, элемент НЕ 13, аналого-цифровой преобразователь 14,блок 15 индикации, генератор 16 импульсов, первый триггер 17, первый18, второй 19, третий 20 и четвертый21 элементы И, второй элемент ИЛИ 22,первый и второй счетчики 23 и 24,.первый дешифратор 25, третий счетчик 26, второй дешифратор 27, третийкоммутатор 28, регистр 29, первый 30и второй 31 преобразователи двоичного кода в двоично-десятичный код, 35третий 32 и четвертый 33 дешифраторы,циФровые индикаторы 34 и элементы35 индикации отклонения параметра,первый переключатель 36, четвертыйсчетчик 37, блок 38 сравнения кодов, 40задатчик 39 времени, шестой элементИ 40, второй триггер 41, второй переключатель 42, пятый элемент И 43.Датчик 1.1-1,п параметров пред назначены для преобразования технологических параметров в электрический сигнал. Блоки 2.1-2,п унификации служат для нормализации выходных сигналов датчиков. Вычитающие блоки 50 3,1-3,п предназначены для получения отклонения текущего значения парамет" ра от номинального. Блок 4 служит для Формирования и выдачи.номиналь" ных значений параметров, Блок 6 пред назначен для преобразования двухполярных сигналов разности текущих и номинальных значений параметров в однополярный сигнал Этот блок может быть построен по схеме, приведенной в .2,Амплитудный дискриминатор 7 служит для выработки сигнала при превышении текущего значения входного напряжения над предыдущими и может быть выполнен по схеме, приведенной в 21Коммутатор 8 предназначен для последовательного переключения каналов. На вход коммутатора 8 поступают напряжения, представляющие собой разности текущих и номинальных значенийпараметров. Число ключей в коммутаторе 8 равно числп каналов. Блоки 9 и 10 сравнения предназначены для выработки сигналов "1" при достижении текущей положительной (блок 9) и отрицательной (блок 10) разностизначений допустимого отклонения соответствующего знака, т.е. эти блоки вырабатывают логические сигналы"Больше" и "Меньше". Блок 11 предназначен для формирования и выдачи значений допустимых отклонений параметров от номинальных значений и представляет собой два источника напряжения разной полярности. Элемент ИЛИ 22 служит для выработки сигнала1 при выходе контролируемого параметра из допустимой зоны , а элемент НЕ 1 3 - для выработки сигнала "Норма , соответствующего нахождению контролируемого параметра в допустимой зоне. Аналого-цифровой преобразователь 14 служит для преобразования текущего значения выработанного параметра, вышедшего из допустимой зоны, в двоичный код. Блок 15 индикации предназначен для отображениязначения выбранного параметра на цифровых индикаторах и индикации направления выхода параметра из зоны допустимых значений - "Больше" или "Меньше". Блок 15 содержит регистр 29, предназначенный для записи, хранения и выдачи кода значения выбранного параметра и представляющий собой ре- гистр с параллельной установкой и съемом информации, преобразователи 30 и 31 двоичного кода значений выбранного параметра и номера канала соответственно в двоично-десятичной код, дешифрауоры 32 и 33 двоично-десятичного кода в десятичный позиционный код, необходимый для управления цифровыми индикаторами 34, элементы 35 индикации отклонений пара12803 метра из зоны допустимых значений - "Больше" или Меньше , содержащие, например, усилители с лампами накаливания, подсвечивающими соответствующие транспаранты. Генератор 6 импульсов предназначен для формирования импульсов, обеспечивающих синхронную работу устройства. Генератор 16 представляет собой автоколебательный мультивибратор с двумя выхо дами. Триггер 17 служит для управления работой счетчиков 23 и 26, разрешая или запрещая прохождение на них импульсов от генератора 16 через элемент И 18, выполняющийфункцию вен тиля. Элемент И 19 выполняет функцию вентиля, сбрасывая память амплитудного дискриминатора 7 по управляющему сигналу с последней шины дешифратора 27 и импульсами с выхода генератора 20 16 (которые противоположны по фазе импульсам с первого выхода генератора 16). Элемент И 20 служит для формирования через элемент ИЛИ 12 сигнала, устанавливающего триггер 7 в состояние, разрешающее прохождениеимпульсов от генератора 16 через элемент И 18 (обеспечение следующего цикла опроса). Элемент И 21 предназначен для формирования сигнала запуска аналого-цифрового преобразователя 14, в случае, если хотя бы один из контролируемых параметров вышел из зоны допустимых значений. Счетчик 23 предназначен для подсчета числа импульсов, поступающих от генератора 16, по которым осуществляется переключение каналов коммутаторов 5 и 128. Сброс счетчика 23 в исходное сос тояние осуществляется по сигналам с амплитудного дискриминатора 7. Счетчик 23 представляет собой двоичный счетчик, с прямых выходов разрядов которого код поступает через пере ключатель 36 на дешифратор 25, а с инверсных - через переключатель 42 на блок 15 индикации. Дешифратор 25 предназначен для преобразования кодов счетчиков 37 и 23 (например, 50 двоичных) в единичный позиционный код, управляющий переключением каналов в коммутаторах 5 и 28. Коммутатор 28 предназначен для переключения каналов. На вход коммутатора 28 55 поступают напряжения, пропорциональные значениям параметров. Число ключей в коммутаторе 28 равно числу каналов. Коммутатор 28 переключает ка 97 4налы в обратном порядке, т,е. к первому ключу коммутатора 28 подключается последний контролируемый канал, к последнему ключу - первый канал. Счетчик 24 предназначен для формирования сигнала, запускающего устройство через элемент ИЛИ 12 при включении питания и в случае, если выбранный параметр, вышедший из зоны допуска, не поддается регулированию. На вход счетчика 24 поступают импульсы от генератора 16, и емкость (число разрядов) счетчика должна быть достаточной для формирования временного .интервала, представляющего собой сумму времени опроса всех каналов и максимального времени регулирования, Счетчик 26 предназначен для подсчета числа импульсов, поступающих от генератора 16, по которым осуществляется переключение каналов в коммутаторе 8, Счетчик 26 представляет собой двоичный счетчик. Дешифратор 27 предназначен для преобразования двоичного кода в единичный позиционный код. Счетчик 37 служит для формирования кода адреса контролируемого канала, Блок 38 сравнения кодов предназначен для выработки сигнала совпадения кодов, поступающих от счетчика 37 и адресных выходов счетчика 23. Максимально возможный интервал задается задатчиком 39 времени, которым может служить, например, счетчик, запускаемый генератором 16 и сбрасываемый выходным сигналом блока 38 сравнения кодов, проходящим через элемент И 43. Элемент И 43 выполняет функцию вентиля, сбрасывая код адреса контролируемого канала со счетчика 37 и максимально возможный интервал, задаваемый задатчиком 39 времени, в следующее положение. Переключатель 42 служит для подключения инверсных входов счетчика 23 или счетчика 37 для вывода на блок 15 индикации кода адреса контролируемого канала. Триггер 41 служит для выработки сигнала управления переключателями 36 и 42, Переключатели 36 и 42 представляют собой набор элементов И с двумя входами каждый, одного инвертора и элементов ИЛИ по числу разрядов кода адреса. Число элементов И равно удвоенному числу разрядов кода адреса, одна половина которых подключена к выходам счетчика 23, а другая - к выходам счетчика 37.Вторые входы элементов И, подключен 1280397ных к счетчику 37, непосредственно соединены с выходом триггера 41, а вторые входы элементов И, подключенных к счетчику 23, соединены с выходом триггера 41 через инвертор.Устройство для централизованного контроля параметров работает следующим образом,Напряжение с выхода датчика параметров 1.х поступает на вход блока 2. унификации, с выхода которого унифицированный сигнал поступает на вход вычитающего блока 3.1, где происходит вычисление разности напряжений, поступающих от блока 2 и блока 4 задания номинальных значений пара" метров. Разностные сигналы поступают на коммутаторы 5 и 8, а сигналы от блока 2 - на коммутатор 281При включении устройства в работу, если триггер 17 находится в состоянии "1", через элемент И 18 на счетчики 23 и 26 поступают импульсы от генератора 16 импульсов, по которым через дешифраторы 25 и 27 производится переключение каналов. Если11 11 триггер 17 находится в состоянии О то через некоторый промежуток времени, определяемый начальным состоянием счетчика 24, с его выхода появляется сигнал, устанавливающий триггер 17 в состояние "1". Во время пер вого цикла опроса каналов (переходного процесса) возможна неправильная выдача результатов контроля, но при этом устройство автоматически подготавливается к работе.Триггер 17 в состоянии "1" разрешает прохождение импульсов от генератора 16 импульсов через элемент И 18 на счетчики 23 и 26, Коммутатор 8 последовательно опрашивает вычитающие блоки 3.1-3,п начиная с первого. Если напряжение с последующего вычитающего блока 3., оказывается больше предыдущих (по модулю), то на выходе амплитудного дискриминатора 7 появляется сигнал, сбрасывающий счетчик 23. Коммутаторы 5 и 28 при этом устанавливают в начальное положение. При дальнейшем поступлении импульсов с генератора 16.импульсов по окончании опроса всех блоков 3.1-3,п коммутатор устанавли" вается в последнее положение,.а ком" мутаторы 5 и 28 - в положение и- М; где М - номер вычитающего блока З,М, имеющего наибольшее (по модулю) напряжение на выходе; и - число каналов.Для правильной работы устройства необходимо, чтобы вычитающий блок 3.1 и блок 2, унификации (с номером 1.) 5 были подключены к ключам коммутаторов 5 и 28 с номером и-+1, т.е.вычитающий блок 3.1. и блок 2,1 унификации подключаются к последним ключам коммутаторов 5 и 28, вычитающий блок 3,2 и блок 2.2 унификации - к предпоследним ключам коммутаторов 5 и 28 (с номером Б) и т.д. Вычитающий блок З.п и блок 2.п унификации подключаются к первым ключам коммутаторов 5 и 28, В результате на выходы коммутаторов 5 и 28 поступает сигнал от канала М с наибольшим (по модулю) в каждом цикле опроса значением разности между параметром и номинальным значением.При опросе последнего канала с соответствующего выхода дешифратора 27 снимается потенциал, разрешающий прохождение импульсов с генератора 16 импульсов через элемент И 19, Импульсы, поступающие на элемент И 19, противоположны по фазе импульсам, поступающим на элемент И 18, благодаря чему сигнал на выходе элемента И 19 задерживается на время отработки последнего канала с номером, По сигналу с элемента И 19, сбрасывается память. амплитудного дискриминатора 7, триггер 17 устанавливается в состояние 35 "О", запрещая поступление импульсовс генератора 16 на счетчики 23 и 26.От вычитающего блока З.м выбранного канала через коммутатор 5 наиболь шая (по модулю) разность поступаетна вход блоков 9 и 10 сравнения, один из которых сравнивает положительные сигналы, а другой отрицательные. Эта разность сравнивается 45 с сигналом с блока 11 задания допус-,тимых отклонений параметров и если она больше допустимого отклонения, то на выходах блоков 9 и 1 О сравнения появляется сигнал "1". Этот сигнал через элемент ИЛИ 22 подготавливает элемент И 21, устанавливает триггер 41 в состояние "1" для включения переключателя 36 и через элемент НЕ 13 ,закрывает элемент И 20.При этом сигнал с элемента И 19,проходит через элемент И 21 на запуск аналого- цифрового преобразователя 14, на вход которого поступает напряже" ние, соответствующее значению пара12803 7метра выбранного канала. Если ни один из контролируемых параметров не вышел из зоны допустимых значений, то на выходе блоков 9 и 10 сравнения будет "0", запрещающий через элемент ИЛИ 22 прохождение импульса с элемента И 19 через элемент И 21 и разрешающий его прохождение через элемент И 20. В результате в случае отсутствия выхода параметров иэ зоны допус тимых значений сигнал с выхода элемента И 20 через элемент ИЛИ 12 устанавливает триггер 17 в состояние "1", обеспечивая следующий цикл опроса каналов, 15В случае выхода параметра из зоны допустимых значений сигналы1 с выхода блока 9 или блока 1 О сравнения подаются на элементы 35 индикации отклонений для индикации результатов 20 контроля (" Больше", "Меньше" ) и на регуляторы для регулирования.Код значения выбранного параметра с выхода аналого-цифрового преобразователя 14 по сигналу "Конец преобра зования" записывается в регистр 29. , От счетчика 23 на преобразователь 31 двоичного кода в двоично-десятичный поступает код адреса выбранного канала, причем со счетчика 23 снимается 30 инверсный код. Коды значений выбранного параметра и адреса канала через преобразователи 30 и 31 и дешифраторы 32 и 33 поступают на цифровые ин.дикаторы 34.35В рассмотренном режиме устройство многократно опрашивает, измеряет и выводит на индикацию параметр датчика 1,М, имеющего наибольшее значение, напряжения на выходе, опРос других 40 датчиков с номерами х Ф М фактически не производится (так как счетчик 23 досчитывает каждый цикл до величины п-М), что снижает достоверность контроля, 45Для обеспечения периодического опроса других датчиков с периодом Т, большим чем период Т одного цикла опроса датчиков 1.1-1.п коммутатором 8, используется задатчик 39 времени, который подсчитывает число импульсов, поступающих на него от генератора 16. Задатчик 39 настроен на время Т и выдает на своем выходе единичный сигнал, по истечении времени Т . Состояние вь 1 хода задатчика 39 опрашивается единичным сигналом с выхода дешифратора 27 на элементе И 40, т.е. каждый цикл опроса датчиков 1.1-1.п 97 8при переполнении эадатчика 39 через время Т . На выходе элемента И 40 формируется единичный сигнал, переключающий триггер 41 в состояние, при котором с его выхода на переключатели 36 и 42 поступает единичный сигнал, а на вход элемента И 43 - нулевой. При этом переключатель 36 подключает к дешифратору 25 выходы счетчика 37 и отключает выходы счетчика 23 а другие выходы счетчика 37 подключаются переключателем 42 к блоку 15 индикации для индикации номера контролируемого параметра. В результате код, записанный в счетчике 37, например код К ( К = 1-п), определяет номер К датчика 1.К, опрашиваемого коммутаторами 5 и 28. По результатам опроса датчика 1.К по способам с выходов блоков 9 и 1 О, поступающим на выходы устройства, осущеСтвляется регулирование параметров датчиков 1.1-1.п. После приведения параметров в допуск на выходе элемента ИЛИ 22 формируется сигнал, сбрасывающий триггер 41 в исходное состояние. При этом на переключатели 36 и 42 с триггера 41 поступает нулевой сигнал (что приводит к использованию при дальнейшей работе сигналов счетчика 23), а на вход элемента И 43 - единичный. Поскольку на другой вход элемента 43 И с блока 38 поступает единичный сигнал, на выходе элемента И 43 формируется положительный фронт, переключающий счетчик 37 в положение с записанным кодом К +1 и сбрасывающий задатчик 39 в ноль. Этоприводит к переводу устройства в режим опроса коммутаторов 5 и 28 со счетчика 23 с последующим опросом через время Т датчика 1.К+1 (с помощью счетчика 37). Устройство помимо основной функции выделения датчика 1 с максимальным значением напряжения осуществляет последовательный опрос других датчиков, номера которых задаются поочереди счетчиком 37. В случае, если коды, записанные в счетчике 37 и в счетчике 23, совпадают и равны, например,К , то опрашивать датчик 1.К с помощью счетчика 37 нет необходимости, т.е. он опрошен счетчиком 23; При этом равенство кодов в счетчиках 23 и 37 устанавливается блоком 37 сравнения (код счетчика 23 поступает через переключатель 36), который стробируется сиг9 28налом с выхода дешифратора 27. Постробу с дешифратора 27 блок 38 вьщает нулевой сигнал, проходящий черезэлемент 43, переключающий счетчик 37в состояние с кодом К + 1 и сбрасывающий задатчик 39 времени. Так какпри равенстве кодов в счетчиках 37и 23 задатчик 39 не переполняется,то срабатывание элемента И 40, триггера 41 и переключателей 36 и 42 непроисходит, что исключает избыточнуюпроверку одного и того же датчика 1.К,Таким образом, за счет введенияпереключателя Зб, счетчика 37, блока38 сравнения кодов, задатчика 39 времени, элементов И 40 и 43, триггера41, переключателя 42 устройство незацикливается на проверке одного итого же датчика 1.1, имеющего максимальное выходное напряжение, а периодически принудительно опрашивает через заданный интервал времени Т идругие датчики, что обеспечивает повьппение достоверности контроля. формула изобретенияУстройство для централизованного контроля параметров, содержащее первый счетчик; соединенный входом с выходом амплитудного дискриминатора, первый коммутатор, выход которого подключен к первым входам первого и второго блоков сравнения, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами блока задания допустимых отклонений параметров, управляющие входы первого коммутатора подключены к выходам первого дешифратора, а также блок индикации, соединенный первыми информационными входами с информационными выходами аналого-цифро" вого преобразователя, вторым и третьим информационными входами - с выходами первого и второго блоков срав" нения соответственно, а четвертым информационным входом - с выходом первого элемента ИЛИ и с входом установки.в единичное состояние первого триггера, соединенного единичным выходом с первым входом первого элемента И, а входом установки в единич. ное состояние - с входом установки в нулевое состояние второго счетчика, выход переполнения которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, а счетный вход - с первым выходом генератора импульсов, соеди 0397 10ненного вторым выходом с вторым входом первого элемента И, выход кото. рого подключен к счетным входам первого и третьего счетчиков, прямыеразрядные выходы третьего счетчикачерез второй дешифратор подключенык управляющим входам второго коммутатора., а также вычитающие блоки, кпервым входам которых подключены 1 О соответствующие выходы блока задания номинальных значении параметров,к выходам вычитающих блоков подключены информационные входы второгокоммутатора, выход которого соединен 15 через блок вьщеления абсолютного значения сигнала с входом амплитудногодискриминатора, управляющий вход которого подключен к выходу второгоэлемента И, к входу установки в нулевое состояние первого триггера и кпервым вход 4 м третьего и четвертогоэлементов И, выходы которых подключены соответственно к второму входупервого элемента ИЛИ и к управляюще му входу аналого-цифрового преобразователя, подключенного информационнымвходом к выходу третьего коммутатора,информационные входы которого соединены с выходами соответствующих бло О ков унификации, а управляющие входы -с выходами первого дешифратора, первый вход второго элемента И соединенс выходом старшего разряда второгодешифратора, а второй вход - с первым выходом генератора импульсов,первый и второй входы второго элемента ИЛИ соединены соответственно свыходами первого и второго блоковсравнения, второй вход четвертогоэлемента И подключен к выходу второго элемента ИЛИ и к входу элементаНЕ, выход которого соединен с вторымвходом третьего элемента И, управляющий вход блока индикации соединен с 45. управляющим выходом аналого-цифрового преобразователя, выходы первого ивторого блоков сравнения являютсясоответствующими выходами устройства,датчики параметров, соединенные через соответствующие блоки унификациис входами соответствующих вычитающихблоков, соединенных выходами с соответствующими информационными входамипервого коммутатора, о т л и ч а ю - 55 щ е е с я тем, что, с целью повьппения достоверности контроля за счетпринудительного опроса каналов контроля с выходным напряжением,.отличающимся от максимального, в устройство12 1280397 Составитель Н.ГлавизинаТехред М,Ходанич рректор М.Демчи Редактор М.Дыль Заказ 7052/43 Т одписное ственного комитета СССРбретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/ ВН ПИ Госуд делам и 35, Моск оектная, 4 Г.зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород введены четвертый счетчик, блок сравнения кодов, первыЧ и второй переключатели, пятый и шестой элементы И,задатчик времени и второЧ триггер,причем выход пятого элемента И подключен к счетному входу четвертогосчетчика, первые выходы которого соединены с первыми входами блока сравнения кодов и с первыми входами первого переключателя, вторые входы которого соединены с прямыми разрядными выходами первого счетчика, а третий вход - с первым выходом второготриггера, второй выход которого подключен к первому входу пятого элемента И, второй вход которого подключенк выходу блока сравнения кодов, выход старшего разряда второго дешифратора соедиНен с первым входом шестого элемента И и с вторым входомблока сравнения кодовпервый выход генератора импульсов соединен с пер-вым входом задатчика времени, второйвход которого подключен к выходу пятого элемента И, а выход - к второмувходу шестого элемента И, выход которого поцключен к первому установочному входу второго триггера, второйустановочный вход которого соединенс выходом второго элемента И, вторыевыходы четвертого счетчика соединеныс первыми входами второго переключателя, к вторым входам которого подключены инверсные разрядные выходыпервого счетчика, к третьему входу -первьй выход второго триггера, выходы первого переключателя соединеныс входами первого дешифратора и стретьими входами блока сравнения кодов, выходы второго переключателяподключены к шестым информационнымвходам блока индикации.