Устройство для контроля работы технологического оборудования

(прототип). Бюл, В 13ев; М.Я. Палевский 8.8)ое свидетельство СССР07 С 3/00, 1965,свидетельство СССР07 С 3/00, 1979 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯРАБОТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ,содержащее на каждом пункте контроляпервый и второй регистры, выход которого соединен с входами, объединенных в первую группу элементов И,первый элемент ИЛИ,. выход которогоподключен к первому входу второгоэлемента И, третий элемент И и источник напряжения, на диспетчерскомпункте - блок управления и блок ввода информации, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью его удешевления путем сокращения длины линийсвязи между пунктами устройства,в него введены на каждом пункте кон"троля третий регистр, триггеры, счет"чик, реле времени, элемент индикации, девять элементов И, второйэлемент ИЛИ и ключи, первые выходыпервого регистра соединены с входами, объединенными в группу второгорегистра, выходы которого подключены к входам первого элемента ИЛИ, вторые выходы первого регистра черезтретий элемент И соединены с первыми входами четвертого и пятого элементов И, выход последнего подключенк первому входу шестого элемента И,с вторым входом которого соединенвыход первого элемента И, выход четвертого элемента И подключен к первымвходам первого и второго триггеров,выход последнего соединен с входомэлемента индикации, выход первоготриггера подключен к первым входамседьмого и восьмого элементов И,выходпоследнего подключен к первым входамдевятого элемента И и третьего триггера и к первому управляющему входувторого регистра, первый выход которого соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого элементов И,выход последнего подключен к второмувходу второго триггера, последнийвыход второго регистра соединен спервым входом четвертоо триггераи с управляющим входом третьего регистра, выходы которого, кроме последнего, подключены к входам второй группы первого элемента И, а последнийвыход первого регистра соединен свторым входом третьего триггера, выход которого подключен к первомувходу второго элемента ИЛИ, выходшестого элемента И соединен с вторымуправляющим входом второго регистра,выход счетчика подключен к вторымвходам второго, четвертого, пятогои десятого элементов И и к входу реле времени, выход которого соединенс вторыми входами восьмого и одиннадцатого элементов И, с третьимвходом второго элемента И и с первымвходом двенадцатого элемента И, выходкоторого подключен к входу счетчика,выход десятого элемента 11 соединенс управляющим входом первого регистра, с третьим входом третьего триггера и с вторым входом четвертоготриггера, выход которого подключен квторому входу девятого элемента И,выход которого через первый ключсоединен с вторым входом второгоэлемента ИЛИ выход второ о элементаИ поцключен к второму входу первоготриггера, выход источника напряжениячерез второй ключ соединен с входомпервого регистра и непосредственнос входом третьего регистра, один входвторого регистра подключен к общейшине питания устройства, на диспетчерском пункте блок вывода информациивыполнен в виде регистра, к первомууправляющему входу которого подключенпервый выход блока управления, второйвыход которого соединен с вторыми входами седьмого и двенадцатого элементовИ и с третьими входами восьмого иодиннадцатого элементов И первогопункта контроля, выход седьмого элемента И каждого предыдущего пунктаконтроля подключен к вторым входамседьмого и двенадцатого элементов Ии к третьим входам восьмого и одиннадцатого элементов И каждого последующего пункта контроля, выход второ"го элемента ИЛИ каждого последующегопункта контроля соединен с вторымвходом второго элемента ИЛИ каждогопредыдущего пункта контроля, выход второго элемента ИЛИ первого пунктаконтроля соединен с первым входомблока управления и вторым управляющим входом регистра диспетчерскогопункта, выходы которого подключенык входам, объединенны", в группу блока управления. 2, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор импульсов, делители частоты, элемент ИЛИ, элемент И, элемент контроля четностикода я триггер, первый вход которого является первым входом блока управления, выход триггера соединен с пер. вым входом элемента И, выход которого через последовательно соединенные первый и второй делителя частоты подключен к второму входу триггера, выходы генератора импульсов соединены с вторым входом элемента И я с первым входом элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход элемента контроля четности кода, входы которого являются входами, объединенными в группу блока управления, первым и вторым выходами которого являются соответственно выходы первого делителя частоты я элемента ИЛИ.Изобретение относится к автоматике я вычислительной технике и предназначено для контроля работы производственного оборудования, в частности для учета выпуска продукции, времени простоя каждой единицы оборудования по различным причинам, фиксации технологических параметров (давления, температуры, расхода и т.п.), диагностики состояния произ- О водственных единиц и их отдельных узлов и т.д.Известно устройство для контроля работы оборудования, представляющее собой набор блоков, выпол няющих функции сбора, накопления и выдачи потребителям производственной информация, формируемой на каждом рабочем месте с помощью пультов вво. да я сигнальных датчиков, причем опрос датчиков осуществляется последовательно по раздельным линиям связи Ц.Недостатком данного устройства является наличие большого числаолиний связи. В условиях значительного удаления источников информации от пункта ее сбора и обработки это приводит к недопустимому расходу кабельной продукция и снижению эффективности системы.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля работы технологического оборудования, содержащеена каждом пункте контроля первыйи второй регистры, выход последнегосоединен со входамн, объединеннымив первую группу элементов И, первый элемент ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, третий элемент И, и источник напряжения, на диспетчерском пункте - 5 блок управления и блок ввода инфор-.мации, кольцевые счетчики и матрицы ключей.Преимуществом известного устройства является значительное снижение как количества межблочных связей, так и общей длины коммутаций, что достигается путем преобразования производственной информации из параллельного кода в последовательный 15и передаче последнего по информационному каналу по командам передаваемьа по анапу опроса 2Однако длина линий связи в канале опроса остается значительной, так 20 как определяется расстоянием между каждым пультом рабочего места (т.е.практически каждой единицей контролируемого оборудования) и одним из коммутаторов. Это определяется пос ледовательно-параллельным способом соединения источников информации с центральным пунктом ее сбора.Целью изобретения является удешевление устройства путем сокраще ния длины линий связи между пунктами устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля работы технологического оборудования, со 35 держащее на каждом пункте контроля первый и второй регистры, выход которого соединен с входами, объединенными в первую группу элементов И,40 первый элемент ИЛИ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, третий элемент И и источник напряжения, на диспетчерском пунк те - блок управления и блок ввода ин 45 формации, введены на каждом пункте контроля третий регистр, триггеры, счетчик, реле времени, элемент индикации, четвертый, пятый шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, один" надцатый и двенадцатый элементы И, второй элемент ИЛИ и ключи, первые выходы первого регистра соединены с входами, объединенными в группу второго регистра, выходы которого подключены к входам первого элемента ИЛИ, вторые выходы первого регистра через третий элемент И соединены с первыми входами четвертого и пятого элементов И, выход последнего подключен к первому входу шестого элемента И, с вторым входом которого соединен выход первого элемента И, выход четвертого элемента Б подключен к первым входам первого и второго триггеров, выход последнего соединен с входом элемента индикации, выход первого триггера подключен к первым входам седьмого и восьмого элементов И, выход последнего подключен к первым входам девятого элемента И и третьего триггера и к первому управляющему входу второго регистра, пер-вый выход которого соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого элементов И, выход последнего подклюаен к второму входу второго трнггера, последний выход второго регистра соединен с первым входом четвертого триггера и с управляющим входомтретьего регистра, выходы которого, кроме последнего, подключены к входам второй группы первого элемента И, а последний выход первого регистра соединен с вторым входом третьего триггера, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с вторым управляющим входом второго регистра, выход счетчика подключен к вторым входам второго, четвертого, пятого и десятого элементов И и к входу реле времени, выход которого соединен с вторыми ходами ьосьмого и одиннадцатого элементов И, с третьим входом второго элемента И и с первым входом двенадцатого элемента И, выход которого подключен к входу счетчика, выход десятого элемента И соединен с управляющим входом первого регистра, с третьим входом третьего триггера и с вторым входом четвертого триггера, выход которого подключен к второму входу девятого элемента И, выход которого через первый ключ соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента И подключен к второму входу первого триггера, выход источника напряжения через второй ключ соединен с входом первого регистра и непосредственно с входом третьего регистра, один вход второго регистра подключен к общей шине питания устройства на диспетчерском пункте блок вывода информации выполнен , в виде регистра, к первому управляющему входу которого подключен первыйвход блока управления, второй выходкоторого соединен с вторыми входамиседьмого и двенадцатого элементов Ий. "с третьими входами васьмога иОдиннадцатога элементов , первогопункта контроля, выход ге;.,ьмага зле."мента И каждого предыдущего пунктаконтроля подключен к вторым входамседьмого и двенадцатого элементов Ии к третьим входам восьмого и одиннадцатого элементов И каждого последующего пункта контроля, выходвторого элемента ИЛИ каждого последующего пункта контроля соединен свторым входом второго элемента ИЛИкаждого предыдущего пункта контроля,выход второго элемента ИЛИ первогопункта контроля соединен с первымвходом блока управления и с вторым1управляющим входом регистра диспет,черского пункта, выходы которогоподключены к входам, объединеннымв группу блока управления, кроме того, блок управления содержит генератор импульсов, делители частоты,элемент ИЛИ, элемент И, элемент канроля четности кода и триггер, первый.зхад которого является первым входомблока управления, выход триггерасоединен с первым входом элемента И,ьыхад катарага через последовательносоединенные первый ивторой делктеличастоты подключен к второму входутриггера, выходы генератора импульсов соединены с вторым входам элемен-Зта И и с первым входом элемента ИЛИ,к второму входу которого подключенвыход элемента контроля четности кода,входы которого являются входами,объединенными в группу блока управ,пения, первым и вторым выходами котарага являются соответственна выходыпервого делителя частоты и элемента ИЛИ.На чертеже приведена функцианальная схема устрайсгва,Устройство содержит блок 1 управления и блок 2 ввода информации, установленные на диспетчерском пункте3 пункты 4 контроля, соединенныепоследовательно с помощью линий 5и 6 связи. Блок 1 управления содержитгенератор 7 импульсов, первый и второй делктели 8 и 9 частоты, элементИ 10, триггер 11, элемент ИЛИ 12 иэлемент 13 контроля четности када.Блок 2 ввода информации выполнен изрегистра 14. Каждый пункт 4 контроля содержит седьмой элемент И 15,;. арой элемент ИЛИ 16, первый ключ 17, первый, второй и третий регистры 18, 19 и 20, блок 21 управления опросом, в состав катарога входят третий, первый, четвертый, пятый и шестой элементы И 22, 23, 24, 25 и 26 и первый триггер 27, блок 28 синхронизации, в состав которого входят счетчик 29, реле 30 времени, второй, восьмой и двенадцатый элементы И 31, 32 и 33, третий триггер 34, блок 35 возврата состоящий из первого элемента ИЛИ 36 и десятого элемента И 37, блок 38 формирования сигналов четности, состоящий из девятага элемента И 39 и четвертого триггера 40, блок 41 функцианальнага кантраля, состоя ций из второго триго.:.ра 42 и адиннадца - того элемента И 43, индикатор 44 и второй ключ 45.Устройство работает следующим образом.Генератор 7 на втарам выходе (нижний па схеме) вырабатывает непрерывную последовательность импульсов с частотой следования 1 , Па первом ега выходе (верхний пс схеме) вырабатывается последовательность пачек опросных импульсов са скважнастью, равной двум. Причем частота следования импульсов в пачке равна 1 / 10, а их число равно Ф + И , где Ф равна числу ячеек регистра 19 и соответствует длине передаваемого информационного слова, равного Ю -1, а ц равно числу ячеек регистр" 20 и соответствует числу двоичных разрядов кода адреса рабочего места, равному 11 -1. Частота следования пачек опросных импульсов выбирается в зависимости ат общего числа пунктов контроля в устройстве и частотного дкапазана поступающей на их входы производственной информации.Пачки опросных импульсов с первого выхода генератора 7 поступают в линии 5 связи и из них в каждый пункт 4 контроля на один из входов элемента И 33 и в блоке 28 синхронизации, Реле 30 времени находится в исходном состоянии поэтому ега выход абестачен, чта для элемента И 33 является командой на пропуск пачки опросных импульсов с ега входа на выход, а затем и на вход счетчика 29. После поступления п + Ц импульсов на ега1вход счетчик 29 срабатывает и па 7,1084846дает соответствующие сигналы на входы реле 30 и элементы И 24 и 25 (блок 21 управления опросом).В случае наличия на регистре 18 информации, подлежащей к передаче 5 на пункт сбора (т.е. при отсутствии сигнала ца инверсном выходе хотя бы одной ячейки регистра 18), срабатывает элемент И 22, что приводит к подаче команды на другие входы элементов И 24 и 25. Совпадение сигналов на входах элемента И 25 приводит к появлению на его выходе команды, поступающей на один из входов элемента И 26, При отсутствии сигналов 15 на выходах всех ячеек регистра 19 и всех, кроме последней, ячеек регистра 20, которое контролируется элементом И 23, происходит срабатывание элемента И 26, чта является командой 20 записи информации в параллельном коде из ячеек регистра 18 в ячейки регистра 19 (так как команда поступает с выхода элемента И 26 на управляющий вход регистра 19).25Одновременно срабатывает и элемент И 24 (так как совпадают на обоих его входах сигналы, поступающие с выходов, соответственно, счетчика 29 и элемента 22). Команда с выхода ЗО элемента И 24 подается ца запускающий вход триггера 2, переводя его в возбужденное состояние, в котором он удерживается да определенного момента (окончания передачи информации с данного пункта 4). Сигнал с выхода триггера 27 поступает на входы элементов И 15 и 32 (в блоке синхронизации 28). Пока триггер 27 находится в возбужденном состоянии элемент 40 И 15 заблокирован (т,е. очередная пачка опросных импульсов, поступающих из канала опроса, це транслируются на последующие пункты 4 контроля), а также элсмецт И 32 по соответствую"45 щему входу подготовлен к срабатыванию при поступлении такой очередной пачки.1Сигнал с выхода счетчика 29,поступивший ца реле 30 времени, возбуждает ега ца время, равное длительности % + Я -1 импульсов пачки, При этом на эта время блокируется один из входов элемента И 32 (правый), а также вход (левый) элемента И ЗЗ.После атнускация реле 30 ега выход деблокирует эти цепи, чта приводит к поступлению очередной пачки опросных импульсов на вход счетчика 29, а также на выход элемента И 32, который соединен с входами синхронизации регистра 19 и триггера 34,При этом под воздействием очередной пачки опросных импульсов, используемых в качестве команды сдвига, постоянно записанный в регистр 20 код адреса и переписанная в регистр 19 информация в последовательном коде сдвигаются на выход последцей ячейки регистра 20 и соответственно на информационный вход триггера 34, синхронизированного по соответствующему входу последовательностью сицхрацизирующцх импульсов, поступающих с выхода элемента И 32.Таким образом, ца выходе триггера 34 образуется последовательность импульсов (слава), содержащая в двоичном коде кад адреса апращцваемого пункта контроля и кад информационного сообщения. Эта последовательность поступает поразрядно на вход элемента ИЛИ 16 и с его выхода, соответственно, в линию б связи и на инФормационный вход регистра 14 (в блоке 2 ввода ицформаци).В связи с тем, что ца. входе пас. ледцей ячейки регистра 20 постоянно записана единица, аца будет грисутствавать на первом разряде любага передаваемого сообщения, Этот сигнал является запускающим для триггера 11, ан поступает с входа элемента ИЛИ 16, являющегося первым па атцашешио к блоку 2 ввода информации, Триггер 11 возбуждается и подает сцгцал ца вход элемента И 10, на выходе которого образуется последовательность импульсов с частотой. Эта частота делится в стцашецци 1: 10 с помощью делителя 8 и с ега выхода импульсы поступают ца вход синхронизации регистра 14, пад вазденствцем которых поступающее в последаательцамкоде сообщение праталкиваетс. в , в егаячейки. Кроме того, цмпул. сь с гиха ,да делителя 8 поступают ца вха;. дслителя 9 с коэффициентам да:анця,равным П+ й, сигцал с выхода которого сбрасывает триггер 11 в нсхадцаесостояние, что приводит к блокировке элемента И 10 и прекрл,е ццо напавчи импульсов синхронизации цс соответствующий вход регистра 1 Там самым передаваемое саабщенн а;.;зм -вается переписанным в буферный регистр 14, с выхода которого (в параллельном или последовательном коде) оно поступает на вход вычислительной машины, где расшифровывается по програгвге, записанной в ее памяти путем предварительного разделения сообщения на адрес опрошенного пульта и собственно производственную информацию подлежащую после обработки к подаче диспетчерскому и другому персоналу обслуживающему контролируемое технологическое оборудование.Такой способ синхронизации приема сообщения дает возможность исключить влияние переменного времени запаздывания импульсов сообщения по отношению к импульсам опроса, таМ как это время зависит от номера опрашиваемого пункта 4 контроля, а следовательно, от его расстояния от блока 2 ввода информации, т,е. от длИны линий связи. Пачка опросных импульсов, являющихся для опрашиваемого пункта 4 и сигналами синхронизации, поступает на вход счетчика 29, срабатывание которого происходит в момент поступления на его вход последнего (М + 1 г)-гоЗО импульса пачки, что ведет к повторному срабатыванию реле 30, а также к блокировке входа элементов И 31, 32, и 33. Сигнал с выхода элемента 31 поступает на сбросовый вход триггера 27 при срабатывании элемента И 36, который контролирует момент ос" вобождения регистра 19 от ранее записанной в него информации. Триггер 27 блокирует элемент И 32, предотвра" щая его срабатывания от очередной пач-40 кн опросных импульсов, деблокируетэлемент И 15, подсоединяя к линии 5 все последующие пункты 4, атакже вызывает срабатывание элемента И 374 в блоке 35 возврата, с выхода кото" рого сигнал подается на сбросовые входы входного регистра 18 и триггера 34, возвращая их в исходное состоя нне.Такое построение блока синхронизации делает возможным подстыковку к системе любого пункта 4 в любой момент времени,так как при наличии информации на его регистре 18 во время электри" ческой подстыковки в момент прохождения по каналу опроса пачки опросных импульсов вначале произойдет сра батывание всего пункта 4 (с помощью триггера 27, благодаря наличнк счетчика 29 и реле 30 времени) под воздействием импульсов этой неполной пачки и дополнительного их числа из последующей пачки, а затем полный опрос третьей пачкой импульсов. Это позволяет производить независимую синхронизацию опроса каждого пункта 4 с моментом носупления первого опросного импульса в пачке. Б случае наличия подлежащей к передаче информации одновременно на двух или более пунктах 4 вначале благодаря топограФии системы будет опрошен пункт, ближайший к устройству ввода информации, а затем поочередно следующие по порядку удаления нх от него,Если после опроса данного пункта произойдет поступление на него информации, то вначале будет произведен его повторный опрос, а затем опрос последующего, готового к нему (т.е. того ближайшего, на котором есть информация, подготовленная к передаче).Таким способом построения удается исключить необходимость применения специальных программ средств и каналов связи для осуществления за данного порядка (приоритета) опроса со всех пунктов контроля, что может вызвать как конструктивное усложнение системы, так и ее удорожание.Для повышения достоверности передачи информации пункт 4 снабжен блоком 38 Формирования сигнала четности. При этом число (лагг -1) ячеек регистра 18 выбрано нечетным. Неза- висимо от числа записанных в регистр 18 и переписанных затем в регистр 19 единиц в информационном слове они . поступают с выхода последней ячейки регистра 19 в процессе продвижения информации на один из входов триггера 34 и на счетный вход триггера 40 в блоке 38 Формирования сигнала четности. В случае поступления четного числа импульсов в конце опроса триггер 40 остается в невозбужденном состоянии. При поступлении же нечетного числа импульсов он остается возбужденным, и в момент прихода на его сбросовый вход сигнала сброса с выхода элемента И 37 (в блоке 35 возврата он срабатывает, Формируя на своем выходе импульс. Этот импульс поступает на один из входов элемента И 39, а с его выхода при наличии сигнала синхронизации на втором его входена один из входов элемента ИЛИ 1 б, Тем самым в информационный канал пос" тупает дополнительный (четный) импульс по данному рабочему месту в последнем щ -ом разряде соответст вующего информационного слова.Все коды адресов пунктов 4, формируемые в й -1 ячейках соответствующего регистра 20, выбраны с нечетным количеством единиц. Поэтому благодаря постоянно записанной единице в одном из разрядов регистра 20 число импульсов в полном информационном сообщении при правильной работе всех элементов системы будет четным. 15 Выполнение этого условия после поступления сообщения в блоке 2 ввода ин формации контролируется с помощью элемента 13 контроля четности кода блока 1 управления, на выходе которого вырабатывается сигнал контроля, поступающий на вход элемента ИЛИ 12. Это приводит к посылке дополнительного (щ + й + 1)-го импульса в линию 5 связи.В блоке 41 функционального контроля триггер 42 находится в невозбужденном состоянии, так как после начала опроса данного пункта 4 на сбросовый вход три гера 42 поступает 30 сигнал сброса с выхода элемента И 24. При этом индикатор 44 погасает. Триггер 42 возбуждается с приходом на его информационный вход дополнительного импульса из линии 5 связи, т.е. сообщения с приеме блоком 2 ввода информации полного информационного сообщения с четным количеством импуль сов. В этом случае индикатор 44 зажигается,сигнализируя правильность приО ема информации,Отличие этого дополнительногс импульса от первого импульса в очередной пачке опроса контролируется с помощью элемента И 43, подключенного к выходам реле 4 30 времени, выходу первой ячейки регистра 19 и входу элемента И 15. В случае отсутствия в линии 5 связи дополнительного (контрольного) импульса триггер 42 остается в не- возбужденном состоянии и индикатор 44 сигнализирует об этом (не зажигается), Таким образом, индикатор постоянно светится при нормальной работе, погасая на время опроса данного 55 пункта 4 (псгасание может быть незаметным в случае высокой частоты ю скорости опроса ввиду инерционности индикатора). В случае неправильного приема (или полного приема)информации с данного пункта 4 индикатор 44 погасает и вновь не зажигается.Для имитации работы отдельногопункта устройство содержит два ключа 17 и 45,В случае замыкания ключа 45 (дляпроверки правильности функционирования данного пункта 4) будет смоделирована работа всех элементовсистемы, включая пункт 4, блоки 1 и2, так как срабатывание ключа 45равносильно поступлению на входустройства информации, подлежащейпередаче и содержащей единицу в одном разряде информационного сообщения. При правильном функционировании индикатор 44 данного пункта 4,контроля погаснет на время спросаи вновь зажжется, В случае неприемаили неправильнсгс приема после псгасания индикатора он не зажжется.При предварительном размыканииключа 17 и последующем замыкании клю.ча 45 имитируется работа с выключением контроля четности.Такой контрольпозволяет проверить работу системыс любого пульта.Предлагаемое устройство сбеспечивает надежную работу системы врежиме электрического отсоединенияили присоединения к ней в любой момент времени любого пункта 4 контроля, не требуя дополнительных мерпо синхронизации. Последняя обеспечивается блокам синхронизации данного пункта путем пропуска остающейся части импульсов в опросной пачке(например, в момент присоединенияпункта с имеющейся на его входах информацией, подлежащей передаче) исинхронизацией чачала опроса с моментом поступления первого импульса очередной пачки нескольких сотен пунктов.Внедрение устройства позволит резко снизить капитальшз 1 е затраты засчет сокращения числа и длины линийсвязи, сократив расход дефицитнойкабельной продукции,При этОм сокращается также машинное время, так как исключается егозатрата, предназначенная " традиционных системах (рексмендуемь;х изготовителем вычислительной техники) наорганизацию псстсяннсгстов независимо от нанння нпн стсутствия на их входах ши,с; .:;1 пп,