Электрочасовая система отсчета и дистанционного управления индикацией чистой продолжительности процесса, протекающего с перерывами

 

Изобретение относится к системам контроля за выдерживанием заданной продолжительности процессов, протекающих с перерывами. Система содержит первичные часы, индикатор чистого времени процесса, пусковое устройство, генератор импульсов, передающую и приемную антенны. Пусковое устройство через генератор импульсов взаимодействует с передающей антенной. Прерыватель установлен в линии подачи командного сигнала на индикатор и связан с приемной антенной через преобразователь радиосигнала и исполнительный механизм. Система может быть снабжена самописцем, установленным в линии подачи командного сигнала после прерывателями, и/или индикатором остатка чистого времени. В предложенном техническом решении обеспечивается отсчет и дистанционное управление индикацией чистой продолжительности процесса, что предопределяет расширение области практического использования данной системы. 7 з.п.ф-лы. 2 ил.

Изобретение относится к области контроля чистой продолжительности процессов, протекающих в пределах заданного времени с перерывами, происходящими по различным причинам. Это могут быть продолжительные производственные технологические процессы, проводимые оператором и контролируемые контролером, длительные испытания систем и агрегатов, а также спортивные состязания, такие, как футбол, хоккей с мячом и т.п., где контроль соблюдения правил игры и контроль за выдерживанием времени возлагается на одного человека, судью.

Известно применение электрочасовых систем для обеспечения работы настенных или подвесных часов общего пользования на улицах и на предприятиях, внутри или вне производственных помещений, а также для обеспечения работы сигнальных, табельных, штемпельных часов и других часовых устройств (см. С.П. Круглов и др. Приборы времени. М.: Машиностроение, 1986, с. 263, рис. 163).

Известна электрочасовая система, состоящая из первичных и вторичных часов, с линией питания и линией стационарной связи первичных часов со вторичными, ход и показания которых полностью синхронны с ходом и показаниями первичных, показывающих текущее поясное или другое непрерывно протекающее реальное время (см. там же, с. 262, рис. 162 в), которая принята за ближайший аналог.

Недостатком ближайшего аналога является невозможность автоматического отсчета и точного выдерживания нормированной чистой продолжительности протекающего процесса, не включающей продолжительность имевших место остановок (особенно - неоднократных) в течение процесса.

Это нередко вызывает неуверенность в точности отсчета времени при отработке технологических процессов, имеющих большую протяженность во времени (например, в химической, нефтехимической и в других отраслях промышленности), при проведении длительных испытаний сложных систем, агрегатов, когда после каждой приостановки процесса для контроля параметров, корректировки процесса, регулировки аппаратуры или по другим причинам и последующего возобновления процесса приходится вручную суммировать время имевших место перерывов. Ручное суммирование не гарантирует от ошибок в точном выдерживании установленной правилами чистой продолжительности процесса, что особенно важно в тех случаях, когда время проведения процесса должно быть соблюдено с максимально возможной точностью.

На практике нередко возникает также необходимость иметь на некотором удалении от места проведения процесса, где пребывание оператора, управляющего процессом (контролера процесса), может быть опасным для его здоровья, выносной, доступный для всеобщего обозрения, индикатор времени, делающий возможным для всех контроль чистой продолжительности процесса.

Особенно важной является необходимость дистанционного управления приборами индикации продолжительности протекающего процесса в тех случаях, когда перерывы процесса происходят спонтанно, а любая неточно учтенная секунда может сыграть решающее значение для результатов процесса. Например, известно, что при проведении ряда спортивных состязаний (футбол, хоккей с мячом и ряд других), в которых судья-арбитр совмещает роль рефери на игровой площадке/поле и роль секундометриста/хронометражиста, выдерживание точной продолжительности состязания при его остановках по различным причинам, а также при последующем продолжении времени игры обеспечивается и контролируется только судьей. И все зависит только от его добросовестности и адекватной реакции на происходящее, т.к. показания его индикатора времени (секундомера), в настоящее время не могут быть выведены на демонстрационное (информационное) табло, из-за отсутствия системы связи секундомера судьи с этим табло.

В связи с этим, зрители на трибунах и у телевизоров не имеют возможности лично контролировать своевременность включения и выключения индикатора времени (секундомера судьи), точность суммирования продолжительности всех перерывов, имевших место в процессе игры, и далеко не всегда уверены в строгом выдерживании заданной правилами общей продолжительности реального (чистого) игрового времени. Это нередко повторяют и спортивные комментаторы, и спортивные специалисты. Об этом постоянно говорят и рядовые зрители, обсуждая очередное спортивное состязание, особенно в связи с обоснованностью продолжительности дополнительного времени, назначаемого судьей в случаях, предусмотренных правилами.

Фактическая продолжительность спортивного состязания, фиксируемая судьей, особенно при вынужденных остановках в ходе состязания, очень часто отличается от установленной правилами из-за ошибок принятой методики суммирования времени перерывов и определения величины дополнительного времени. В связи с этим, чистая продолжительность многих спортивных состязаний, отслеживаемая единолично и бесконтрольно только судьей, строго говоря, не соответствует продолжительности, установленной правилами.

Подобное положение нередко впрямую влияет не только на настроение игроков и зрителей. Оно подчас ставит под сомнение не только зафиксированный результат отдельного спортивного состязания (например, при забивании голов на последних секундах прибавленного времени), но и присуждение на основе этого результата престижных званий и наград на состязаниях самого высокого уровня - чемпионатах и первенствах стран, мира, олимпиадах.

К числу, возможно, менее значимых, но несомненных, неудобств в сопровождении спортивных состязаний в настоящее время можно также отнести следующие: - незадолго до окончания каждого спортивного состязания зрителей все больше начинает интересовать вопрос не столько о том, сколько времени прошло от начала состязания, сколько об остатке чистого игрового времени; при существующей системе отсчета и выдачи информации о времени, в течение которого протекает состязание, показать фактический остаток чистого игрового времени невозможно; - в ходе спортивных состязаний на огромных, вмещающих до ста и более тысяч зрителей, стадионах большинство зрителей на трибунах порой не слышат звука судейского свистка - сигнала о начале и об окончании состязания, а также о начале и окончании перерывов в ходе состязания.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи обеспечения отсчета и дистанционного управления индикацией чистой продолжительности процесса, протекающего с перерывами.

Решение поставленной задачи позволит осуществить 1) выведение индикации непрерывного отсчета чистой, т.е. без учета перерывов, продолжительности процесса (в том числе и спортивного состязания) на информационное табло и/или на экраны телевизоров и/или индикацию изменения параметров процесса самопишущим устройством, в реальном времени, т.е., синхронно со временем, отсчитываемым визуально оператором (контролером) процесса (судьей состязания) по контрольному индикатору времени, находящемуся в его распоряжении; 2) выведение на информационное табло индикации остатка чистого времени процесса (состязания); 3) введение, наряду с системой индикации времени процесса (спортивного состязания), слышимого/видимого всеми звукового и/или светового сигналов, дублирующих сигнал контролера (судейского свистка) в начале и в конце процесса в целом, а также в начале и в конце каждого перерыва.

Поставленная задача решается за счет того, что электрочасовая система, содержащая первичные часы с линией питания и линией подачи командного сигнала на индикатор, снабжена пусковым устройством, генератором импульсов, передающей и приемной антеннами, прерывателем, при этом пусковое устройство через генератор импульсов связано с передающей антенной, а прерыватель установлен в линии подачи командного сигнала на индикатор и, через исполнительный механизм линии подачи командного сигнала и преобразователь радиосигнала, связан с приемной антенной, причем преобразователь и исполнительный механизм линии подачи командного сигнала соединены с линией питания. Т.к. индикатор электрочасовой системы (визуальный, на информационном табло или самопишущий), связан с помощью приемопередающего радиоустройства с контрольным прибором, находящимся в ведении оператора (контролера) процесса (секундомера в руках судьи), отсчет времени процесса на индикаторе времени информационного табло каждый раз начинается и заканчивается одновременно с отсчетом времени на контрольном приборе времени оператора (судьи). Тем самым обеспечивается отсчет и возможность наблюдения всеми наблюдателями процесса (зрителями) за выдерживанием чистой продолжительности процесса в полном соответствии с установленной инструкцией (правилами), с точностью, обеспечиваемой возможностями оператора (судьи), контролирующего процесс (состязание).

Для расширения функциональных возможностей электрочасовой системы к линии подачи командного сигнала, после прерывателя, подключен самописец параметров процесса в реальном времени процесса.

В частности, электрочасовая система снабжена индикатором остатка чистого времени процесса, который подключен через таймер к линии подачи командного сигнала за прерывателем или к индикатору чистого времени процесса.

Для обеспечения хорошо видимой и/или слышимой сигнализации о начале и окончании процесса в целом, а также о начале и окончании каждого перерыва система снабжена индикатором/индикаторами звуковой и/или световой сигнализации, который(ые), через программное реле времени сигналов, механически связан(ы) с исполнительным механизмом управления сигналами, соединенным командной линией с преобразователем радиосигналов, при этом к программному реле времени сигналов и исполнительному механизму управления сигналами подведено питание.

Для отключения линии подачи командного сигнала с первичных часов на индикаторы с момента полного истечения нормированного чистого времени процесса (состязания) система снабжена стоп-контактами/стоп-контактом. Первый стоп-контакт соединен с индикатором и линией питания, а линией обратной связи - с исполнительным механизмом линии подачи командного сигнала и с исполнительным механизмом управления сигналами. Второй стоп-контакт соединен с индикатором остатка чистого времени процесса и линией питания, а линией обратной связи - с исполнительным механизмом линии подачи командного сигнала и с исполнительным механизмом управления сигналами.

Индикация чистого времени процесса и остатка чистого времени процесса (состязания) может быть выведена также на телевизионные камеры, с помощью которых ведется репортаж с процесса (состязании), а тем самым - на экраны телевизоров, чем обеспечивается постоянное отслеживание чистого времени процесса (состязания), протекающего с перерывами, всеми наблюдателями процесса (зрителями).

На фиг. 1 изображена общая схема системы отсчета и дистанционного управления индикацией чистой продолжительности процесса, протекающего с перерывами; пунктиром показан вариант подключения таймера к линии подачи командного сигнала.

На фиг. 2 показано пусковое устройство, выполненное в виде секундомера.

Электрочасовая система содержит первичные часы 1, соединенные линией 2 питания с источником 3 питания через преобразователь 4 тока, а линией 5 подачи командного сигнала через прерыватель 6, выполненный в виде кнопочного выключателя, с индикатором 7, выполненным в виде часов. Прерыватель 6 механически связан с исполнительным механизмом 8 линии подачи командного сигнала, на который, по исполнительной линии 9, поступают сигналы с преобразователя 10 радиосигналов, связанного с приемной антенной 11. На исполнительный механизм 8 и преобразователь радиосигнала 10 подается питание с линии 2. Приемная антенна 11 настроена на частоту радиосигнала, излучаемого передающей антенной 12. Сигнал на антенну 12 подается от генератора импульсов 13, состоящего из преобразователя 14 и модулятора 15, который электрически связан с источником питания 16. Генератор импульсов 13 посредством нажимного элемента 17 механически связан с пусковым устройством 18, имеющим кнопки 19 пуска и 20 останова процесса или с секундомером 21 с кнопкой 18, имеющим кнопки 19 пуска и 20 останова процесса или с секундомером 21 с кнопкой 22 пуска/останова.

С индикатором 7 соединен первый стоп-контакт 23 прекращения отсчета времени процесса, к которому подведено питание от линии 2, а линией 24 обратной связи он соединен с исполнительным механизмом 8 линии подачи командного сигнала. Параллельно с индикатором 7 чистой продолжительности процесса к линии 5 подачи командного сигнала после прерывателя 6 могут быть подсоединены другие индикаторы, в частности самописец 25 параметров процесса в реальном времени процесса. Электрочасовая система может быть снабжена индикатором 26 остатка чистой продолжительности процесса, соединенным с таймером 27. Таймер 27 устанавливается на заданное время срабатывания как обычный бытовой таймер или будильник и может быть подключен или к индикатору 7 или к линии 5 подачи командного сигнала.

С индикатором 26 может быть связан второй стоп-контакт 23, который соединен с линией питания 2, а линией обратной связи 24 связан с исполнительным механизмом 8 линии командного сигнала. Стоп-контакты 23 могут быть как самостоятельными элементами системы, так и встроенными в индикаторы 7 и/или 26 соответственно, при этом в систему могут быть включены или оба стоп-контакта одновременно или один из них. Таймер 27 может быть или самостоятельным элементом системы или встроенным в индикатор 7 или 26.

В электрочасовую систему может быть также включен индикатор 28 звуковой и/или 29 световой сигнализации о начале (окончании) процесса (перерыва в течение процесса). Индикатор(ы) звуковой и/или световой сигнализации через программное реле 30 времени сигналов связан(ы) механически с исполнительным механизмом 31, на который, по исполнительной линии 9, поступают сигналы с преобразователя 10, а по линии 24 обратной связи поступают сигналы со стоп-контакта(ов) 23 первого и/или второго. К программному реле 30 времени сигналов и исполнительному механизму 31 управления сигналами также подведено питание от линии 2 питания.

Генератор импульсов 13 состоит из преобразователя 14, выполненного в виде генератора УКВ и антенного усилителя и модулятора 15.

Преобразователь 10 состоит из входного усилителя УКВ, приемника УКВ, детектора ЧМ/АМ и УНЧ (усилителя низкой частоты).

Пусковое устройство может быть выполнено в виде кнопочного механизма 18 и/или секундомера 21 и/или ПЭВМ с временной программой.

В качестве первичных часов могут быть использованы маятниковые или электронно-механические часы или ПЭВМ с временной программой.

Индикация времени может быть как стрелочной, так и цифровой, с часовым, минутным, и/или секундным интервалами отсчета.

Электрочасовая система работает следующим образом: Перед началом процесса (спортивного состязания) проверяются: - исправность и работоспособность первичных часов 1, исправность линии 2 питания, линии 5 подачи командных сигналов и других цепей и линий связи, состояние прерывателя 6 (он должен быть разомкнут), положение подвижных элементов исполнительных механизмов 8 и 31 (они должны быть в исходном для срабатывания состоянии), исходные показания времени на индикаторе 7 (время нулевое), исходное положение пишущих элементов на индикаторе 25 (на нуле).

Одновременно с этим: - стоп-контакт(ы) 23 устанавливается(ются) на заданную продолжительность процесса (состязания) - в целом или его части (этапа, тайма), на индикаторе 26 устанавливается обусловленная величина остатка чистой продолжительности процесса (состязания), таймер 27 настраивается на включение в работу индикатора 26 при остатке чистого времени процесса (состязания), равном установленному на индикаторе 26, программное реле 30 времени сигналов настраивается на время, в течение которого должно подаваться питание с линии 2 на звуковой 28 и/или световой 29 индикатор(ы) для подачи им (ими) сигнала установленной формы (непрерывный или прерывистый с установленной периодичностью).

С началом процесса (состязания), после нажатия на кнопку 19 пуска процесса или 22 или кнопку на пульте ПЭВМ, импульс от генератора импульсов 13, преобразованный в радиосигнал, поступает с передающей антенны 12 на приемную антенну 11 и, через преобразователь 10 радиосигнала, по исполнительной линии 9 поступает на исполнительные механизмы 8 линии подачи командного сигнала и 31 управления сигналами.

В результате срабатывания исполнительных механизмов 8 и 31 - под воздействием исполнительного механизма 8 линии подачи командного сигнала прерыватель 6 замыкает линию 5 подачи командного сигнала от первичных часов 1 на индикатор 7 и/или самописец 25, вследствие чего начинается отсчет времени процесса индикатором 7 и/или запись параметров процесса индикатором 25, а также отсчет времени таймером 27;
- под воздействием исполнительного механизма 31 управления сигналами программное реле 30 времени сигналов включает подачу питания от линии 2 на звуковой 28 и/или световой 29 индикаторы. Индикатор(ы) отрабатывает(ют) в течение времени и по программе, заложенным в программное реле 30 времени сигналов при настройке, дублируя звуковым/световым сигналом подачу сигнала оператором (контролером) процесса (судьей), после чего программное реле времени прерывает подачу питания от линии питания 2 на индикаторы 28 и/или 29.

В случае необходимости приостановки (перерыва) процесса оператор (контролер) процесса (судья состязания) нажимает на кнопку 20 останова процесса кнопочного механизма 18 или на кнопку 22 пуска/останова секундомера 21 или кнопку ПЭВМ, при этом вновь срабатывает генератор импульсов 13, сигнал с которого, переданный передающей антенной 12 и принятый приемной антенной 11 и усиленный преобразователем 10, по исполнительной линии 9 поступает на исполнительные механизмы 8 линии подачи командного сигнала и исполнительный механизм 31 управления сигналами, исполнительные механизмы 8 и 31 срабатывают, в результате чего
- под воздействием исполнительного механизма 8 линии подачи командного сигнала прерыватель 8 размыкает линию 5 подачи командного сигнала к индикаторам, в связи с чем приостанавливается отсчет времени индикатором 7 и/или работа самописца 25, а также приостанавливается работа таймера 27, при этом показания (или положение механизмов) каждого из этих элементов системы фиксируются на момент срабатывания генератора импульсов 13,
- под воздействием исполнительного механизма 31 управления сигналами программное реле 30 времени сигналов включает подачу питания с линии 2 на индикаторы звуковой 28 и/или световой 29 сигнализации на время их работы по заданной программе, на которую настроено программное реле 30 времени.

Таймер 27, по истечении продолжительности процесса (состязания), на которую он настроен перед началом процесса, включает подачу командного сигнала от индикатора 7 или непосредственно от линии 5 подачи командного сигнала на индикатор 26 отсчета остатка чистого времени. Индикатор 26 начинает работу одновременно с индикатором 7. Сумма показаний времени индикаторов 7 и 26 в каждый момент их одновременной работы постоянна и составляет полную величину чистой продолжительности процесса (состязания), установленного инструкцией (правилами) для данного процесса (состязания).

После полного истечения установленного чистого времени процесса индикатор 7 и/или 26, замыкает стоп-контакт(ы) 23, который(е) включает(ют) подачу питания с линии 2 по линии обратной связи 24 на исполнительные механизмы 8 и 31.

В результате этого,
- под воздействием исполнительного механизма 8 линии подачи командного сигнала прерыватель 6 разрывает линию 5 подачи командного сигнала от первичных часов 1, в связи с чем работа индикатора 7 и/или самописца 25 и/или индикатора 26 остатка чистой продолжительности процесса (состязания) прекращается;
- под воздействием исполнительного механизма 31 управления сигналами программное реле 30 времени сигналов замыкает цель подачи питания от линии 2 на индикаторы 28 звуковой и/или 29 световой сигнализации, после чего происходит их отработка по заданной программе;
Работа системы завершена.

Как следует из показанного выше:
1. Индикаторы 7 и/или 25 включаются в работу при каждом возобновлении процесса нажатием на кнопки 19 или 22 или ПЭВМ и выключаются из работы при каждом останове процесса нажатием на кнопки 20 или 22 на пульте управления ПЭВМ соответственно.

Благодаря этому, отсчет времени (регистрация параметров) процесса производится только в период его протекания и прекращается при каждой приостановке. Тем самым время перерывов исключается из отсчета и индикации общего времени процесса.

2. Исполнительный механизм 31 управления сигналами срабатывает при каждом нажатии на кнопки 19/20 или 22 или на пульте управления ПЭВМ, при этом он включает через программное реле 30 времени сигналов цепь питания индикаторов 28 звуковой и/или 29 световой сигнализации. Тем самым, при каждом начале и окончании процесса (состояния) в целом или перерывов в ходе процесса (состязания), дублируется соответствующий сигнал оператора (контролера) о начале или окончании процесса (состязания) или звук судейского свистка.

3. Сигнал о полном истечении установленного чистого времени процесса может подаваться системой независимо от действий оператора (контролера) процесса (судьи состязания).

В случае назначения дополнительного времени процесса (состязания) после истечения установленного основного времени, для приведения системы вновь в рабочее состояние следует:
- стоп-контакт(ы) 23 установить в разомкнутое положение, на индикаторе 26 установить (при необходимости) принятую величину остатка чистого времени процесса.

- нажать на кнопку 19 или 22 или кнопку ПЭВМ.

Для возобновления работы электрочасовой системы при повторной организации процесса (состязания), необходима установка исходных параметров на индикаторах 7 и/или 25 и/или 26, на таймере 27, а также настройка стоп-контакта/контактов 23, как это показано в начале описания работы системы. После этого работа системы возобновляется нажатием на кнопку пуска 19 или 22 или запуском временной программы ПЭВМ.

Преимущества предлагаемой системы
1. Возможность контроля всеми наблюдателями процесса (зрителями проводимого состязания) правильности учета и выдерживания оператором (контролером) процесса (судьей состязания) точной продолжительности процесса, установленной инструкцией (правилами), а также возможность гарантированного восприятия звукового/светового сигнала о начале/прекращении процесса (перерыва).

2. Исключение возможности неумышленного или сознательного, не контролируемого наблюдателями нарушения установленной продолжительности процесса (состязания).

3. Исключение необходимости ручного суммирования времени имевшихся перерывов и допускаемых при этом ошибок при назначении продолжительности дополнительного времени процесса (состязания).

4. Простота доработки существующих систем отсчета продолжительности и индикации времени процессов (состязаний) под систему отсчета и дистанционного управления индикацией чистого времени процесса (состязания), протекающего с перерывами.

Формула изобретения

1. Электрочасовая система, содержащая первичные часы с линией питания и линией подачи командного сигнала на индикатор чистого времени процесса, отличающаяся тем, что она снабжена пусковым устройством, генератором импульсов, передающей и приемной антеннами, прерывателем, при этом пусковое устройство через генератор импульсов связано с передающей антенной, прерыватель установлен в линии подачи командного сигнала на индикатор чистого времени процесса и через исполнительный механизм линии подачи командного сигнала и преобразователь радиосигнала связан с приемной антенной, а преобразователь и исполнительный механизм командной линии соединены с линией питания.

2. Электрочасовая система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена самописцем параметров процесса в реальном времени процесса, установленным в линии подачи командного сигнала за прерывателем.

3. Электрочасовая система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена индикатором остатка чистого времени процесса, подключенным через таймер к индикатору чистого времени процесса и/или к линии подачи командного сигнала за прерывателем.

4. Электрочасовая система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена, по крайней мере, одним индикатором звуковой и/или световой сигнализации, который через программное реле времени сигнала механически связан с исполнительным механизмом управления сигналами, при этом программное реле времени и исполнительный механизм управления сигналами подключены к линии питания.

5. Электрочасовая система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена первым стоп-контактом, который подключен к линии питания и соединен с индикатором чистого времени процесса, а линией обратной связи соединен с исполнительным механизмом линии подачи командного сигнала и/или с исполнительным механизмом управления сигналами.

6. Электрочасовая система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена вторым стоп-контактом, который подключен к линии питания и соединен с индикатором остатка чистого времени процесса, а линией обратной связи соединен с исполнительным механизмом линии подачи командного сигнала и/или с исполнительным механизмом управления сигналами.

7. Электрочасовая система по п.1, отличающаяся тем, что генератор импульсов выполнен с модулятором и преобразователем сигналов, состоящим из генератора УКВ и антенного усилителя.

8. Электрочасовая система по п.1, отличающаяся тем, что пусковое устройство выполнено в виде кнопочного механизма пуска и останова процесса или секундомера, или ПЭВМ, связанных с модулятором генератора импульсов с возможностью его срабатывания при каждом нажатии на любую из кнопок пускового механизма, или секундомера, или ПЭВМ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2