Устройство для контроля параметров объекта

( 9) ( ) 4(5) С 05 В 23/02 ОПИСАН АВТОРСКОМУ С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Особое конструкторское бюростанкостроения(56) 1. Авторское свидетельство СССР 328528, кл. С 06 Р 15/46, 1969. 2. Авторское свидетельство СССРР 542176, кл. С 05 В 23/02, 1975.3. Авторское свидетельство СССРУ 697979, кл. С 05 В 23/02, 1978(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТА, содержащее первыйкоммутатор, соединенный входами сдатчиками контролируемых параметров,первый счетчик,подключенный входомк выходу первого коммутатора, триггер, элемент И, подключенный однимвходом к выходу генератора тактовыхимпульсов, а другим входом - к выходу триггера, второй коммутатор, выходы которого соединены со счетнымивходами и вторых счетчиков, где и -число исполнительных элементов, атакже блок начальной установки, вы"ход которого через элемент ИПИ соединен с входами установки в "0" триггера, вход установки в "1" которогосоединен с входом запуска устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения быстродействия и надежности устройства, в него введены и блоков приемных регистров, причем информационные входы первого счетчика соединены с выходами первого коммутатора, управляющий вход - с выходом триггера, вход вычитания - с выходом элемента И, а выход переноса - с вторым входом элемента ИЛИ, информационные и синхронизирунмцие входы, а также выход сброса каждого блока приемных регистров подключены соответственно к выходам, счетному входу и входу сброса одного из вторых счетчиков, первые адресные входы устройства соединены с адресными входами первого коммутатора, вторые адресные входы - с адресными входами второго коммутатора, а выходы - с выходами блоков приемных регистров.2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый блок приемных регистров содержит последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов и элемент . ИЛИ-НЕ, формирователь импульсов начальной установки и регистр, инфорИационные входы которого являются информационными входами блока, управляющий вход соединен с вторым выхо.дом формирователя тактовых импульсов, а вход сброса - с выходом Формирователя импульсов начальной установки и вторым входом элемента ИЛИ-НЕфЬ йодключенного выходом к выходу сброса блока.Изобретение относится к автоматизации диспетчерского контроля производственных процессов и может бытьиспользовано в автоматизированныхсистемах контроля и управления технологическими процессами и производствам.Известно устройство для автоматического контроля параметров, содержащее блок электрических воздействий,1 Облок индикации, блок последовательной коммутации датчиков, соединенный с датчиками пультом и блоком3измерений, последовательно соединечные блок программы, дешифратор команд, блок оперативной памяти и уп"равляемый коммутатор, а также блоксинхронизации. Управляющие входы бло-.ка программы и блока оперативнойпамяти подключены к пульту. Выходы 20блока синхронизации соединены с командньыи входами блока програючы,дешифратора команд и оперативной памяти. Управляемый коммутатор связанс блоком электрических воздействийи блоком измерений. Один выход блока измерений соединен с управляющимвходом блока программы, а другой -с первым входом блока индикации,второй вход которого подключен к вы- ЗОходу управляемого коммутатора.Контролируемые датчики через блокпоследовательной коммутации подключены к блоку измерений, где происходит сравнение значения контролиру"емого параметра, поступающего с датчика, с заданным в блоке программызначением этого параметра. В случаенахождения параметра в поле заданного допуска устройство переходитк контролю следующего параметра;в случае выхода из поля допуска наблок индикации выдается адрес контролируемого датчика Я ,фНедостатком известного устройства 45является сложность используемых функций блоков, а, следовательно, сложность самого устройства. Это исключает их применение для переносачисловых значений контролируемых эОпараметров в рассредоточенные управлявзцие вычислительные комплексы,индикации и регистрации их на нескольких операторских пунктах производственной диспетчерской системы Мпо вызову и по заданной программе.В данном случае для этого необходимо применять кроме специальных коммутаторов и дополнительных согласующих устройств большое число многожильных кабелей,Известно также устройство дляконтроля параметров объектов, содержащее выходные регистры, датчикиконтролируемых параметров, соединенные через входные регистры, счетныевходы которых подключены к выходампервого коммутатора, с входами первого элемента ИЛИ, и управляющиетриггеры, соединенные с выходом генератора импульсов, а также второйкоммутатор, дополнительный регистри второй элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам ключевыхэлементов, а выход - к входу первого коммутатора непосредственно ичерез дополнительный регистр -к нулевому входу первого управляющего триггера, причем выход первогоключевого элемента через второй коммутатор соединен со счетными входами выходных регистров, а выход первого элемента ИЛИ - с единичнымивходами управляющих триггеров.Кодовая информация с датчика поступает на соответствующий входнойрегистр. Далее эта информация в видечисла импульсов поступает в дополнительный регистр. Затем информация иэ дополнительного регистра ввиде числа импульсов поступает в выходной регистр 2 .Недостатком данного устройстваявляется низкая надежность, так каквозможно искажение информации припередаче, потому что во время еепереноса от датчика возможно поступление новых данных. Кроме того, дан"ное устройство обладает чизким быстродействием и низкой помехозащищенностью, так как одна и та же информация переносится от датчика сначалав дополнительный регистр, а затемиз этого регистра на вход приемногоустройства.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее датчики контфролируемых параметров, соединенныечерез первые регистры, первый коммутатор и элементы совпадения сразрядными входами четвертого регистра, вход обнуления которого соединен с выходом второго регистра,а выход - с нулевым входом первогои единичным входом второго триггеров, инверсные выходы соединены свходазщ элементов совпадения, а прямые выходы - с управляющими входамиключевых элементов, генератор тактовых импульсов, выход которого черезодин из ключевых элементов подклюачен к первому входу. схемы ИЛИ, ачерез другой ключевой элемент -к входу второго коммутатора и второ му входу схемы ИЛИ, выход которойсвязан со счетными входами второгои четвертого регистров, а выходы второго коммутатора - с входами третьихрегистров.В процессе работы информация стого датчика, из которого требуетсяпереписать информацию, переноситсяпараллельно в четвертый регистр,По поступлении на устройство сигнала "Запуск" импульсы от генераторапоступают на счетные входы четвертого и второго регистров одновременно.В момент появления сигнала переполнения четвертого регистра импульсы начинают поступать, кроме того, натот из числа третьих регистров, в который необходимо перенести информацию.По сигналу переполнения второго регистра прохождение импульсов от генератора на выбранный третий регистрпрекращается, и в этот момент в нем30оказывается записанным тот код, который присутствовал на входе заданного датчика в момент поступлениясигнала Запуск" 3,Однако данное устройство обладает З 5низким быстродействием из-за наличиядвух последовательных переносов одной и той же информации (сначала извходного регистра в промежуточный,а затем из промежуточного в выхад 40ной), а также низкой надежностью,так как вероятность прохождения помехи существует как при первом, таки при втором последовательном переносе информации.Целью. изобретения .является повышение быстродействия и надежностиустройства.Поставленная цель достигается 50тем, что в устройство для контроля параметров объекта, содержащее первый коммутатор, соединенный входамис датчиками контролируемых параметров, первый счетчик, входом подклю- ,М ченный к выходу первого коммутатора, триггер, элемент И, подключенный одним входом к выходу генератора тактовых импульсов, а другим входом - к выходу триггера, второй коммутатор, выходы которого соединены со счетными входами и вторых счетчиков, где и - число исполнительных элементов, а также блок начальной установки, выход которого через элемент ИЛИ соединен с входом установки в "О" триггера, вход установки в "1" которого соединен с входом записи устройства, введены и блоков приемных регистров, причем информационные входы первого счеТчика соединены с выходами первого коммутатора, управляющий вход - с выходом триггера, вход вычитания - с выходом элемента И, а выход переноса - с вторым входом элемента ИЛИ информационные и синхронизирукщие) входы, а также выход сброса каждого блока приемных регистров подключены соответственно к выходам, счетному входу и входу сброса одного из вторых счетчиков, первые .адресные входы устройства соединены с адресными входами первого коммутатора, вторые адресные входы - с адресными входами второго коммутатора, а выходы - с выходами блоков приемных регистров.Каждый блок приемных регистров, содержит последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов и элемент ИЛИ-НЕ, формирователь импульсов начальной установки и регистрЗ информационные входы которого являются информационными входами блока, управляющий вход соединен с вторым выходом формирователя тактовых импульсов, а вход сброса - с выходом формирователя импульсов начальной установки и вторым входом элемента ИПИ-НЕ, выходом подключенного к выходу сброса блока.Такое выполнение устройства обеспечивает повышение его быстродействия и надежности за счет исключения одной операции в последовательном переносе информации (т.е. информация переносится из входного регистра в выходной, минуя промежуточный) от любого наперед выбранного датчика на любой наперед выбранный приемник. На фиг. 1 приведена структурная .схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока приемных регистров; на фиг. 3 - временные диграммы сигналов в. устройстве.1164670 Устройство содержит датчики 1контролируемьп" параметров, первыйкоммутатор 2, первые адресные входы3, первый счетчик 4, элемент ИЛИ 5,блок б начальной установки, триггер 7, вход 8 запуска, элемент И 9генератор 10 тактовых импульсов,второй коммутатор 11, вторые адресные входы 12 вторые счетчики 13и блоки 14 приемных регистров, 1 ОКаждый блок 14 приемных регистров содержит Формирователь 15 тактовых импульсов, регистр 1 б, элементИЛИ-НЕ 17, а также Формирователь 18импульсов начальной установки, Формирователи 19 и 20,В качестве датчиков 1 могут бытьиспользованы любые датчики, имеющиена выходе двоичный или двоично-десятичный код (например аналого-цифровые преобразователи счетчики импульсов, электромагниты, программныепереключатели).Первый коммутатор 2 предназначендля коммутации на информационные 25входы счетчика 4 информации с выходов .того датчика 1, адрес которого присутствует на перьых адресных входах 3устройства Число входов коммутатора 2 равно суммарному числу выходовдатчиков 1. Число адресных входовкоммутатора 2 (разрядность шины 3)определяется числом датчиков 1. Числовыходов коммутатора 2 равно числувыходов того из датчиков 1, который35имеет наибольшее их число.Счетчик 4 представляет собой двоичный счетчик, работающий на вычитание,Число информационных входов и разрядность счетчика 4 равны числу выходовкоммутатора 2,Триггер 7 представляет собойВ"триггер, имеющий вход установкив нуль, причем указанный вход облада ет наивысшим приоритетом. Вход установки в единицу триггера 7 являетсясинхровходом Э-триггера, а на информационном входе В-триггера зафиксирован уровень логической единицы,Таким образом, вход установки в нультриггера 7 имеет приоритет перед входом установки в единицу, Это необходимо для того чтобы исключить неопределенность состояния триггера 7, ко% 55торая может возникнуть в результатеодновременного поступления сигналовна оба входа этого триггера,бГенератор 10 тактовых импульсов предназначен для Формирования тактовой последовательности в виде прямо- угол:"ых импульсов со скважностью два. Частота следования импульсов выбирается в ависимости от числа входов и выходов и требуемого быстродействия устройства.Второй коммутатор 11 предназначен для коммутации информации с выхода элемента И 9 на входы тех из вторых счетчиков 13 и блоков 14 приемных регистров, адреса,: которых присутствуют на шине 12.Число выходов коммутаторов 11 равно числу счетчиков 13 и блоков 14 и равно числу групп выходов устройства. Количество групп выходов равно количеству приемников, которые могут быть подключены к выходам устройс 1 ва, В качестве приемников могут быть использованы любые устройства, принимающие двоичные или двоично-десятичные коды (например дисплей, светодиоды, реле, электромагниты).Число выходов в каждой группе выходов устройства равно разрядности рого приемника, который подключен к данной группе выходов, .Число адресных входов коммутаторов 1 1 (разрядность шины 12) определяется числом счетчиков 13 и блоков 14,Входы 8 и 12 предназначены для передачи двоичной информации от системы управления к предлагаемому устройству. В качестве системы управления могут быть использованы УЧПУ, управляющая ЭВМ, диспетчерский пульт.Формирователь 15 тактовых импульсов предназначен для формирования импульсов заданной длительности по передним Фронтам импульсов, поступающих на его вход, причем импульсы на выходах этого формирователя формируются уровнем логического нуля.Формирователь 15 тактовых импульсов Формирует на своем втором выходе импульсы длительностью, большей на время, чем период Т следования импульсов тактовой последовательности генератора 10, а на первом выходе - импульсы длительностью о, где , выбйрается исходя из требуемого быстро- . действия устройства. Каждый счетчик 13 представляетсобой двоичный счетчик, работающий.7 1164 на сложение. Число разрядов счетчика 13 равно числу выходов того бло-ка 14, .с которым он связан.Регистр 16 предназначен для хранения выходной информации и представ ляет собой набор П-триггеров, име-кицих раздельные информационные входы и общие управляющие входы и входы сброса. Число информационных входов регистра 16 равно числу его выходов 10 и числу выходов счетчика -13.Блок 6 начальной установки и фор,мирователь 18 импульсов начальной установки, входящий в блок 14, выпол, нены по однотипной схеме и служат 15 для формирования импульсов обнуления триггера 7 и реестра 16 соответст-. венно при подаче напряжения питания на устройство: Длительность этих импульсов выбирается исходя иэ тре буемого быстродействия устройства.Блок 6 и формирователь 18 Форми-. руют импульс логическим нулем.Устройство работает следукицим образом. 25При подаче на устройство питающего напряжения блок 6 вырабатывает импульс, который через элемент ИЛИ 5 поступает на вход установки в нуль триггера 7 и фиксирует на его выхо де уровень логического нуля, что обусловливает режим предустановки счетчика 4 и запрещает прохоЖдение импульсов, вырабатываемых генератором 10, на выход элемента И 9.Кроме того, формирователь импульсов начальной установки при подаче напряжения питания на устройство вырабатывает импульс (фиг. 4 а),. который обнуляет регистр 16 (фиг. Зи,к)40 и, пройдя через элемент ИПИ-НЕ 17 (фиг. Зе) на вход сброса счетчика 13, устанавливает его в нуль (фиг. Зе,.ж).По истечении времени С после момента подачи напряжения питания на 45 устройство на выходах блока 6 и,формирователя 18 устанавливается уровень логической единицы, после чего устройство готово к приему управляющих сигналов от системы управления. 50Системой управления сначала зада,ется на входах 3 адрес той группы .датчиков 1, на которых присутствует требуемая информация, и на входах 12 адрес той группы выходов, на которую требуется перенести эту информацию. При этом информация с первой- группы датчиков 1 через коммутатор 2 670 8поступает на информационные входысчетчика 4, поскольку счетчик 4 находится в режиме предустановки, тов него записывается двоичный код сдатчиков 1.Кроме того, второй коммутатор 11соединяет выход элемента И 9 с входом того из блоков 14 и счетчиков13, которым присвоен адрес, присутствующий на входах 12.После этого система управлениявыдает на вход .8 запуска импульс/Экотбрый фиксирует на выходе триггера 7 уровень логической единицы,что обусловливает режим счета счетчика 4 и разрещает прохождение импульсов с генератора, 10 через элемент И 9.Импульсы с выхода элемента И 9поступают на вход вычитания счетчика 4 и через коммутатор 11 - на;входтого из счетчиков 13 н блоков 14,адреса которых присутствуют навходах 12,С каждым импульсом, поступающимна его счетный вход, счетчик 4 уменьшает свое содержимое на единицу дотех пор, пока все его разряды не станут равными нулю и на его выходе переноса не сформируется импульс переполнения счетчика 4 при счете навычитание.ИмпульС переполнения счетчика 4при счете на вычитание с выходапереноса фиксирует уровень логического нуля на выходе триггера 7, чтовновь запрещает прохождение импуль-сов от генератора 10 через элементИ 9 и обусловливает режим предустановки счетчика 4.По импульсам, которые прошли насчетный вход счетчика 13 и на входблока 14, адреса которых присутствуют на входах 12, блок 14 формирует на свокс выходах на исполнительный элемент код того числа импульсов, которые поступили на данныйблок 14, через время Т + ю с момеита поступления переднего фронта последнего из поступивших на этотблок 14 импульсов,Таким образом, на группе выходов устройства, заданной системой управления, присутствует та информация, которая присутствовала на заданной системой управления группе входов устройства к моменту появления импульса на входе 8 запуска.9 11646СФормированный на какой-либо группе выходов код сохраняется до следующего обращения системы управления к данной группе выходов устрой- ства. 5Через время Т с момента поступления импульса на входе 8 система управления .снимает коды адресов на входах 3 и 12.Здесь время Т является временем, 10 необходимым устройству для передачи кода с заданного входа на заданный выход и определяется по формулеТ ) Т 2 +315 где К - десятичное значение максимально возможного кода изтранслируемых устройством;.Т - перйод следования импульсов на выходе генератора 10;л 20ь - длительность импульсов, Формируемых Формирователем 15на своем первом выходе.По окончании перечисленных операций любой другой параметр, выраженный в двоичном коде, может быть выведен в двоичном коде аналогично на нужное приемное устройство.Рассмотрим работу счетчика 13 и блока 14 при поступлении на их входы трех импульсов с соответствукпцего 30 выхода коммутатора 11 (Фиг, Зб). При этом по переднему фронту блока 14 на втором выходе формирователя 15 тактовых импульсов установится уровень логического нуля (фиг. Зв). 35К моменту поступления этих импульсов счетчик 13 обнулен, а с поступлением очередного из них его содержи-. мое .увеличивается на единицу и, следовательно, по третьему импульсу на выходах счетчика 13 зафиксируется код "11" (фиг. Зе, ж).Так;как после момента поступления . переднего Фронта третьего импульсалв течение времени Т + о четвертый им пульс не поступил, то Формирователь 15 устанавливает на своем втором вы 70 1 Оходе уровень логической единицы. Это обусловливает перезапись информации с выходов счетчика 13 на выходы регистра 16, а также вццачу импульса на первом выходе формирователя 15. Импульс с первого выхода формирова 11 еля 15 через элемент ИЛИ-НЕ 17 поступает на вход сброса счетчика 13, обнуляя его. Следовательно, на выходах регистра 16 присутствует двоичный кодчто соответствует числу импульсов, поступивших на вход блока 14, Так как счетчик 13 обнулен, то блок 14 готов к приему новой информации.Таким образом, информация в данном устройстве передается от какого- либо наперед заданного датчика к какому-либо наперед заданному приемнику с использованием только одного последовательного переноса информации, что позволяет повысить быстродействие предлагаемого устройства по сравнению с прототипом, а следовательно, и повысить надежность передачи информации устройством.Предлагаемое устройство обеспечи,вает сокращение времени переноса дискретньи значений параметров от любого наперед. выбранного датчика на любой наперед выбранный приемник, что позволяет увеличить число датчиков и приемников, обслуживаемых этим устройством, или увеличить частоту обращения к каждому датчику, что в свою очередь позволяет приблизиться к регистрации мгновенных знамений параметров, Кроме того, обеспечивается повышение надежности переноса информации, что приобретает особое значение при наличии быстроменяющихся параметров какого-либо объекта, Возможность потери даже одного из таких параметров обусловливает необходимость многократного повторения циклов, что снижает оперативность процесса контроля.1164670 Ото,Составитель Ю. Апарнко Техред Л.Микеш Редактор И. Кор Пилипенко Тираж 863Государственного комитета СССРелам изобретений и открытийМосква, 3-35, Раушская наб., д. 4