Многоканальное устройство для контроля параметров

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОВСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву

Ф (22) Заявлено 140478 (21) 2605231/18-24 (51)М. КЛ.2 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 06 F 15/46

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3006.80. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 300680 (53) УДК 621. 503. .55(088.8) (72) Авторьв изобретения

A. П. Самойленко, И.Р. Крутчинская и A. Г. Чиненов

Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д. Калмыкова (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к вычислительной технике автоматического контроля технологических процессов с большим числом контролируемых 5 параметров.

Известно устройство для допускового контроля, содержащее коммутатор, детали входного сигнала, блок резисторов, контакты управления делителем, компаратор, блок логической обработки и документирования, источник эталонного напряжения, программный блок. Это устройство последовательно во .времени 15 осуществляет допусковый контроль аналоговых сигналов )1j .

Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности, низкое быстродействие контроля, значительная информационная избыточность за счет детерминированного последовательного контроля, а также низкая достоверность за счет "старения" информации за время 2с цикла опроса всех контролируемых параметров.

Известно также устройство автоматического контроля, содержащее формирователи сигналов, выходы параметров за поле допусков, каждый из которых содержит цепь, включающую в себя два пороговых элемента, соответствующих отклонениям параметра за верхнюю и нижнюю границы поля допуска, входы которых соединены со входной шиной устройства, а выходы — через первый элемент ИЛИ с выходом формирователя, коммутатор, первые входы которого соответственно соединены со входными шинами устройства, шифратор адреса параметров, входы которого соответственно подключены к первым выходам коммутатора, логический блок, первый вход которого подключен к выходу шифратора адреса, а первый выход его соединен со вторым входом коммутатора, блок формирования уставок, входы которого соответственно, соединены с третьими входами коммутатора, блок сравнения, входы которого соответственно соединены со вторыми выходами коммутатора, а выходы, первый— непосредственно, а второй — через цифровой преобразователь, подключен ко второму и третьему входам логи.ческого блока (2l.

744616 В известном устройстве осуществляется последовательный контроль К ."-параметров, одновременно вышедших за поле допусков, согласно порядковым номерам без учета величины их отклонений из зоны допусков. Распозйавание состояния объекта контроля в целоМ и принятые решения по управлению им осуществляется только чЕрез время

7 К 1; (1 где t — время на определение адреса и велйчины отклонения i-го параметра, что делает процесс принятия решения по результатам контроля инерционным я снижает достоверность контроля.

Цель изобретения — повышение скорости и достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для контроля параметров,:содержащее формирователи сигналов, коммутатор, первые входы которого соединены со входами устройства, а первые выходы— со входами шифратора адреса, выход котброго подключен к первому входу логйческого блока, первый выход ко торого соединен со вторым входом коммутатора, блок формйрования уставок, выходы которого соединены с третьиМи входами, коммутатора, вторые " выходы КОтороГО соединены со "входами блока сравнения, выходы которого, первый — непосредственно, а второй— через аналого-цифровой преобразователь подключены соответственно ко

"""второму и третьему входам логического блока, введены элемент НЕ, эле-; мент ИЛИ-НЕ, последовательно соеди " йенйые "элемент ИЛИ, элемент И и ге"нератор импульсов и в каждый канал— последовательно соединенные регистр сдвига, второй. элемент ИЛИ и второй элемент И, а ФОРМирователи сигналов выполнены многоуровневыми, выходы формирователей подключены к прямым динамическим входам регистров сдвига, выход генератора импульсов сое - д1йМн "с"Ыийами сдвига регистров сдвига через вторые элементы И, пря- мые динамические выходы старших

Разрядов регистров сдвига соединены со входами элемента ИЛИ-НЕ и с чет.вертыми входами коммутатора, первые

ВЬ1ХОдЫ Которого ПоДключечы К установочным входам регистров сдвига, ВйХОДЫ ВтсрЫх" ЭЛементов ИЛИ сбединенй -через- первйй элемейт ИЛИ со вторым входом первого элемента И,тре-, тий и четвертый входы которого под ключейы соответственно ко второму выходу логического блока и через

"- элемент НŠ— к третьему выходу коммутатора, уйравляющие входы каждого формирователя соединены с шинами выборочного контроля .

На фиг. 1 представлена Функциональная схема устройства, на фиг. 2 — схема формирователя сигналов, на фиг. 3 — схема коммутатора.

Устройство (фиг.1) содержит по числу контролируемых параметров формирователи 1 сигнала величины отклонения контролируемого параметра, m-разрядные регистры 2 сдвига, генератор 3 импульсов, вторые элементы 4 И, коммутатор 5, шифратор

6 адреса, блок 7 Формирования уставок, блок 8 сравнения, логический блок 9, аналого-цифровой преобразователь 10, элемент 11 ИЛИ, вто15 рой элемент 12 ИЛИ, элемент 13 И, элемент 14 ИЛИ-НЕ, элемент 15 НЕ.

Формирователь 1 (фиг.2) содержит

m цепей, каждая из которых состоит из двух пороговых элементов 16 и эле20 мента 17 ИЛИ, где m — число уровней квантования величины отклонения контролируемого параметра шины 18 выборочного контроля. Коммутатор 5 (фиг.3) содержит триггеры 19, элементы 20-23 ИЛИ, матрицы 24 и 25 ключей.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда все контролируемые параметры находятся

B заданных зонах допуска, устройство находится в дежурном режиме: на выходах формирователей 1 — нулевые потенциалы, регистры 2 сдвига находятся в исходном нулевОм сОстОянии ! генератор 3 импульсов — в заторможенном состоянии, При отклонении одного или нескольких параметров, являющихся случайными функциями времени, за пре40 делы заданной эоны срабатывают соответствующие пороговые элементы 16 формирователей 1. Пусть в момент времени г одновременно иэ зоны допусков выходят, например, контролиРуемь1е параметры d, f, P, причем за верхнюю границу выходят параметр d, достйгнув второго уровня, и параметр, достигнув самого верхнего m — уровня; нижнюю границу пересекают значения à — параметра, достигнув четвертого уровня.

Выходы параметров эа уровни с одинаковыми номерами верхней и нижней области отклонений равнозначны.

И так, срабатывают первый и второй пороговые элементы 16 каналов верхней области d — формирователя 1, все m пороговых элементов 16 каналов верхней области E — формирователя 1, а также пороговые эле60 менты 16 с первого по четвертый каналов нижней области f — формиро- ° вателя 1. Появившиеся на выходах формирователей 1 сигналы представ-. ляют собой так называемые m-элементные единичные коды, отражающие зна744616 чение отклонений д,Г и 1 контролируемых параметров от нормы (1100...

О, 111100... 0,11...11). В результате чего на выходах элементов 11 ИЛИ каналов вышеназванных параметров появятся единичные потенциалы, ко- торыми готовятся к срабатыванию элементы 4 И только d f и 8 регистров 2. Одновременно интегральным единичным сигналом с выхода элемента 21 ИЛИ посредством элемента 13 И запускается генератЬр 3. Импульсы с выхода генератора 3 поступают на шины сдвига только тех регистров 2, в которых зафиксированы коды откло-, нений, т.е. на шины сдвига d,f, 3 регистров 2. Тем самым исключается возможность потери информации, возникающей на выходах остальных формирователей 1 во время работы генератора 3 импульсов.

В результате действий первого импульса сдвига на динамическом выходе m-разряда — регистра 2 сдвига появляется импульс, который посредством элементов 14 ИЛИ-HE и 13 И останавливает генератор 3, а также фиксируется соответствующим триггером 19 коммутатора 5. Таким образом, устройство, установив приоритет среди контролируемых параметров, текущие значения которых находятся вне зоны допуска, начи-, нает обслуживание параметра с наибольшим отклонением от допустимых границ эоны допуска, т. е. контролируемого 5 -параметра. Сигналы, зафиксированные в d и Г регистрах сдвига 2, сдвигаются на один разряд вправо и имеют вид: 0100,..., 011110, ..., 0..

Срабатывание триггера 19 приводит к надежному удержанию через цепь элементов 20 ИЛИ, 15 НЕ и 13 И генератора 3 в заторможенноМ состоянии. Единичный сигнал с выхода элемента 20 ИЛИ, проходя через последбвательную цепь элементов 21 И с порядковыми номерами 1,2,3,..., 0 -1 и через элемент 22 И с 1 -номером поступает как на 1 -ый вход шифратора б адреса, так и на 1 -ые управляющие входы матриц 24 и 25 ключей. Сигнал с P -выхода коммутатора 5, соединенного с установочным входом (-регистра 2, переводит его в исходное нулевое состояние.

Текущие и номинальные значениЯ контролируемого 0 -параметра поступают через соответствующие открытые ключи матриц 24, и 25 ключей на входы блока 8 сравнения, который выдает логическому блоку 9 знак отклонения. Аналоговый сигнал отклонения контролируемого 1 -параметра с другого выхода блока 8 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 10. Результаты oneраций кодирования адреса и величины отклонения текущего значения f -го параметра от номинального и знак отклонения фиксируется логическим блоком 9. Начиная с момента фиксации кода адреса и знака параметра и до момента фиксации кода величины отклонения этого параметра, индикации выработки сигнала принятые согласно этой информации решения по управлению объектом контроля, с выхода логического блока 9 по, ется нулевой сигнал на вход элемента 13 И, тем самым генератор

3 удерживается,в заторможенном состоянии. По окончании этого процесса на первом и втором выходах логического блока 9 появляются единичные сигналы, тем самым, (-триггер 19 коммутатора 5 возвращается в исходное нулевое состояние, на выхо20 де элемента 15 HE появляется единичный сигнал, срабатывает элемент

13 И и запускается генератор 3.

Импульсы с выхода генератора 3 поступают на шины сдвига только

25 и f регистров 2 через открытые элементы 4 И этих регистров, осуществляя операцию сдвига над кодами, записанными в d u f регистрах 2.

Этот процесс сдвига продолжается

Зо до момента появления единичного импульса на динамическом выходе m-разряда 1 регистра 2 сдвига Х параметра, если за это время остальными регистрами 2 не приняты сигналы ко дов отклонений превосходящих по своей величине значений кодов, ранее зафиксированных в d u f регистрах 2.

В случае появления на выходах формирователей 1 одинаковых кодов, которые приводят к одновременному появлению единичных сигналов на динамических выходах m-разряда двух и более регистров 2, эти единичные сигналы эафиксируются одновременно соответствующими триггерами 19 коммутатора 5. Устройство приступает к последовательному обслуживанию этих параметров согласно порядковым номерам одновременно поступающих в коммутатор 5 параметров .

Генератор 3 на это время находится в заторможенном состоянии.

По окончании обслуживания каждого параметра, текущие значения ко55 торых вышли из рабочей зоны, логический блок 9. каждый раз определяет состояние объекта контроля и вырабатывает сигнал по управлению этим состоянием, с последующей его

$Q корректировкой.

При необходимости циркулярного или выборочного контроля либо осуществления самоконтроля устройства, подаются импульсы запуска шин 18 я на управляющие входы формирователей

744616

1. Работа устройства при этом аналогична описанному алгоритму.

Применение предлагаемого устройства позволит повысить скорость получения достоверных результатов контроля параметров .технологических процессов и ускорить выработку управляющих решений, особенно в аварийных ситуациях.

Формуда изобретения

Многоканальное устройство для контроля параметров, содержащее формирователи сигналов, коммутатор, первые входы которого соединены со входами устройства, а первые вы-, ходы — со входами шифратора адреса, выход которого подключен к первому входу логического блока, первый выход которого соединен со вторым входом коммутатора, блок формирова ния, выходы которого соединены с третьими входами коммутатора, вторые выходы которого соединены со входами блока сравнения, выходы которого, первый — непосредственно, а второй — через аналого-цифровой преобразователь, подключены соответственно ко второму и третьему входам логического блока, о т л ич а ю ц е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и скорости контроля, в него введены элементы

НЕ, элемент ИЛИ-НЕ, последовательно соединенные элемент ИЛИ, элемент

И и генератор импульсов и в каждый канал последовательно соединенные регистры сдвига, второй элемент ИЛИ и второй элемент И, а формирователи сигналов выполнены многоуровневыми, выходы формирователей подключены к прямым динамическим входам регистров сдвига, выход генератора импульсов соединен с шинами сдвига регистров сдвига через вторые элементы И, прямые динамические выходы старших разрядов регистров сдвига соединены со входами элемента ИЛИ-НЕ и с четвертыми входами коммутатора, первые выходы которого подключены к установочным входам регистров сдвига, выходы вторых элементов ИЛИ соединены через первый элемент ИЛИ со вторым входом, первого элемента И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно ко второму выходу логического блока и через элемент

HE к третьему выходу коммутатора, управляющие входы каждого формирователя соединены с шинами выборочного контроля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

ЗО Р 460547, кл. G 06 F 15/46, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 489115, кл. G 06 F 15/46, 1973 (прототип). !

7446 1б

Фив.8

Фив5

ЦНИИПИ. Заказ 3818/15 Тираж 751 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4