Многоточечное регистрирующее устройство

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБPE ГEНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцмалнстмческих

Реслублнк

<п>877328 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 061077 (21) 2530060/18-10 (51)М. Кл з с присоединением заявки ¹

G 01 0 9/32 (53) УДК 681. 327 .. .11(088.8) Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.10,81. Бюллетень М 40

Дата опубликования описания 30,1081 (72) Авторы изобретения

Л.P. Фрейдель, IO.A. Ларионов, Л.Д. Н и В.Н. Капорулин (71) Заявитель (54) МНОГОТОЧЕЧНОЕ РЕГИСТРИРУЮЩЕЕ УСТРОИСТВО

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для многоканальной регистрации измеряемых параметров в системах централизованного контроля.

Известно многоточечное регистрирующее устройство, содержащее компенсационную измерительную схему, к которои посредством многоточечного пе" реключателя осуществляется поочеред-. ное подключение датчиков с последующей индикацией и печатью результатов измерения )1) .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее ком-. 1з мутатор датчиков, выход которого сое- динен со входом следящей системы,вал .реверсивного двигателя которой связан с кареткой печатающего механизма, шаговый двигатель, вал которого свя- 20 зан с механизмом каретки, коммутатор шагового двигателя, генератор импуль- . сов, дешифратор, ключи выбора регистрируеьых параметров, логические элемент ИЛИ и И, блок управления шаговым двигателем и преобразователь угла поворота в цифровой и числоимпульсный коды, механически связаннЫй с валом шагового двигателя, причем выходы дешифратора соединены с управляв- 30 щими входами коммутатора датчиков и через ключи выбора регистрируеьвах параметров соединены со входами логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с одним из входов логического элемента И, при этом выход генератора импульсов соединен со входом бло-" ка управления шаговым двигателем, второй вход которого соединен с выходом логического элемента И, а выходы блока управления шаговым двигателем соединены со входами коммутатора шагового двигателя (2).

В известных устройствах управление коммутацией входных сигналов и регистрацией их параметров осуществляется с помощью медленнодействующих электромеханических устройств. Управление от электромеханических устройств предопределяет относительно низкое быстродействие коммутатора входных сигналов, т.е. низкую частоту обегания контролируемых параметров. Поэтому рассматриваеьые приборы не удовлетворяют растущим требованиям проьышленностй в тех случаях,когда требуется контролировать и .регулировать быстропротекающие процессы,. .например, при регулировании давления, расхода, при управлении большимИ мов 877328 ностями в теплоэнергетике, на транспорте и др.

Кроме того, недостатком управления от электромеханических узлов является снижение эксплуатационной надежности приборов, как средств контроля и регулирования. Такие электромеханические узлы и детали как двигатели, печатающие механизмы, редукторы, подшипники и др. требуют проведения регламентных работ, кроме того, необходимо производить заправку красящими веществами, диаграммной лентой и др.

Указанные дедостатки препятствуют шикорому применению известных приборов для контроля, сигнализации и регулирования ответственных параметров 15 технологических процессов, так как приводят к недопустимым перерывам в работе прибора, а следовательно в работе входного коммутатора и других связанных с ним задающих, сигнали- 2О зирующих и регулирующих устройств.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности контроля параметров входных сигналов.

Укаэанная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены устройство сравнения кодов, блок управления коммутацией датчиков и устро@ство выборки-хранения, при этом выходы преобразователя угла поворота с цифровым кодом соединены со входами устройства сравнения кодов, другие входы которого соединены с выходами блока управления коммутацией датчиков и входами дешифратора,а выход — со вторым входом логического элемента И, причем выход преобразователя угла поворота с числоимпульсным кодом соединен с третьим входом блока управления шаговым двигателем, а выход логического элемента И соеди- (} нен со входом устройства выборкихранения, второй вход которого соединен с выходом коммутатора датчиков, а выход — со входом следящей системы.

На чертеже пРедставлена структур- 45 ная схема предлагаемого прибора.

Входные сигналы от датчиков 1, 2,...,п через коммутатор 3 и устройство 4 выборки-хранения поступают на вход следящей системы, состоящей из усилителя 5, реверсивного двигателя

6 и схемы 7 уравновешивания. Вал двигателя 6 механически связан с движком реохорда и печатающей кареткой

8. Механизм печатающей каретки управляется осью 9, которая механически связана с валом шагового двигателя 10 и кодовым диском преобразователя 11 угла поворота вала шагового двигателя в цифровой и числоимпульсный коды. Механизм печатающей карет- 60 ки обеспечивает вращение печатающе го колеса каретки с пуансонами в виде цифр и точек при вращении оси 9 в одном направлении и прижатие печатающего колеса каретки к диаграм- Я! мной ленте прибора при реверсировании направления вращения оси 9.

Кодовая комбинация с выходных шин преобразователя 11 поступает на входы устройства 12 сравнения кодов.

На другие входы устройства 12 .и на входы дешифратора 13 поступает код с выходных шин блока 14 управления коммутацией. Выходы дешифратора 13 подключены к управляющим входам коммутатора 3, С выхода 15 коммутатора 3 сигналы датчиков последовательно поступают на сигнализирующие и регулирующие устройства прибора. Выходной сигнал коммутатора 3 поступает также на один из входов устройства 4 выборки-хранения, выходное напряжение которого подается на вход следящей системы. На второй управляющий вход устройства 4 и на один из входов блока 16 управления шаговым двигателем поступают импульсы с выхода логичес" кого элемента И 17. На второй и третий входы блока 16 управления поступают импульсы с выхода генератора 18 импульсов и с выхода 19 преобразователя 11 соответственно, а выходные импульсы блока 16 поступают либо на инвертирующий, либо на неинвертирующий входы коммутатора 20 шагового двигателя 10. На входы логического . элемента И 17 подаются выходные сигналы устройства 12 сравнения кодов и логического элемента ИЛИ 21, на входы которого через ключи 22 выбора регистрируемых параметров поступают выходные сигналы дешифратора 13.

Прибор работает следующим образом.

При включении прибора схема на-. чальной установки (не показана) обеспечивает поступление импульса генератора 18 на неинвертирующий вход коммутатора 20 и, вследствие этого, начинается вращение шагового двигателя 10, вращение связанного с ним кодового диска преобразователя 11 угла поворота в цифровой и числоимпульсный коды и печатающего колеса каретки 8.

Кодовый. диск преобразователя 11 при начальной настройке устанавливается относительно печатающего колеса каретки 8 таким образом, что импульсы на выходе 19 преобразователя 11 появляются при вращении диска в те моменты времени, когда пуансоны печатающего колеса устанавливаются вертикально над диаграммной лентой прибора, т.в. в те моменты, когда каретка подготовлена к печати.

Одновременно со сменой кодовых комбинаций при вращении диска преобразователя 11 происходит изменение кода на выходе блока 14 управления коммутацией. В связи с тем, что блок

14 управления является электронным устройством, не содержащим механических узлов, частота 1„ изменения кода на его выходе может, по крайней мере, на порядок превышать частоту Г1 изме877328 нения кода на выходе преобразователя 11.

В устройстве 12 происходит сравнение кодов преобразователя 11 и блока

14 управления. Если выполняется условие < 7z fg . и, где n — число контролируемых датчиков, то за время каждого оборота кодового диска будет иметь место последовательные во времени совпадения сравниваемых кодов для каждой кодовой комбинации на выходе преобразователя 11. В момент совпадения кодов на выходе устройства 12 и на одном из входов элемента И 17 возникает логическая "1". В этот же момент времени на одной из выходных шин дешифратора 13 присутствует 15 логическая "1" и сигнал одного из датчиков с выхода 15 коммутатора 3 проходит на сигнализирующие и регулирующие устройства прибора.

Если параметр этого датчика под- 20 лежит регистрации, то соответствующий ключ 22 устанавливается оператором в замкнутое состояние. Поэтому в момент совпадения сравниваемых кодов, на выходе элемента ИЛИ 21 и, 25 следовательно, на выходе элемента И

17 такие появляется логическая "1".

После поступления логической "1" с выхода элемента 17 на вход блока управления, последний с помощью триггерной схемы (не показана, так как входит в состав блока 16 управления) подготавливает реверс шагового двигателя. Одновременно с этим логическая "1" на выходе элемента И 17 обес35 печивает подключение к входу устройства 4 выборки-хранения выходного сигнала коммутатора 3.

В связи с тем, что в рассматриваемый момент времени коды на выходе дешифратора 13 и на выходе преобразова- 40 теля 11 совпадают, на вход устройства выборки-хранения через коммутатор

3 поступает сигнал от датчика, номер которого определяется цифрой соответствующего пуансона печатающего колеса. После подключения этого датчика на вход устройства 4, на выходе последнего быстро устанавливается выходной сигнал, пропорциональный величине выходного сигнала датчика и пос- 5< тупающий на вход следящей системы прибора.

Затем происходит переход к следующему коду на выходе блока 14 управления, в то время как код на выходе преобразователя 11 остается пока неизменным. Совпадение кодов нарушается, на выходе устройства 12 возникает логический. нуль, а на выходе 15 коммутатора 3 возникает сигнал следующего контролируемого датчика. 60

Однако как только на входе устройства выборки-хранения появляется логический "0", это устройство отключается от выхода коммутатора 3 и сигнал на его выходе остается пропор- 65 циональным сигналу регистрируемого датчика и не изменяется до момента следующего совпадения сравниваемых кодов.

После поступления сигнала на вход следящей системы начинается процесс ее уравновешивания. Одновременно с этим процессом продолжается вращение кодового диска преобразователя

11 и вращение печатающего колеса каретки 8. Это вращение происходит до того момента времени, когда на выходе 19 преобразователя 11 возникает импульсный сигнал. B результате действия этого сигнала, поступающего на третий вход блока 16 управления импульсы от генератора 18 начинают поступать на инвертирующий вход коммутатора 20, направление вращения шагового двигателя 10 поэтому реверсируется и, после уравновешивания следящей системы, печатающее колесо.прижимается к диаграммной ленте, отпечатывая точку и номер датчика.

После выдержки времени (устанавливаемой при настройке блока 16 управления) обеспечивающей качественную печать, шаговый двигатель вновь реверсируется, кодовый диск и печатающее колесо переходят к следующей кодовой комбинации и q пуансону со следующей цифрой соответственно.

Далее происходят процессы, аналогичные рассмотренным выше, в результате которых осуществляется последо-. вательная регистрация параметров всех датчиков, затем при новом обороте кодового диска преобразователя 11 цикл регистрации датчиков повторяется и т.д.

Выборочная регистрация параметрОВ датчиков в предлагаемом приборе осу ществляется путем размыкания соотвЕФ ствующих ключей 22. Если, например, параметр второго датчика не подлежит регистрации, то оператором размыкается тот ключ, который соединен с шиной дешифратора, подключающей второй датчик к выходу коммутатора 3. В этом случае на выходе элемента ИЛИ 21 в течение всего времени передачи информации с датчика 2 будет присутствовать логический "0" и, как следствие этого, реверс шагового двигателя и регистрация не произойдет.

В предлагаемом приборе одновременно с регистрацией значений входных сигналов датчиков происходит обегание датчиков с помощью коммутатора 3 и передача их выходных сигналов с выхода 15 на сигнализирующие и регулирующие устройства прибора. Частота обегания датчиков превышает частоту регистрации их параметров на несколько порядков. Это обстоятельство обеспечивает существенные преимущества предлагаемого прибора относительно известных приборов, в которых увеличение частоты обегания датчиков огра877328 8

1 вым двигателем и преобразователь угла поворота в цифровой и числоимпульсный коды, механически связанный с валом шагового двигателя, причем выходы дешифратора соединены с управляющими входами коммутатора датчиков и через ключи выбора регистрируемых параметров соединены со входами логического элемента ИЛИ, выход которого соединен .с.одним из входов логического элемента И, при этом выход генератора импульсов соединен со входом блока управления шаговым двигателем, второй вход которого соединен с выходом логического элемента И, а выходы блока управления шаговым двигате15 лем соединены со входами коммутатора шагового. двигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности контроля параметров входных сигналов, 2О в него введены устройство сравнения кодов, .блок управления коммутацией датчиков.и устройство выборки-хранения, при этом выходы преобразователя угла поворота с цифровым кодом соединены. со входами устройства сравнения кодов,. другие входы которого соединены с выходами блока управления коммутацией датчиков и входами дешифратора, а выход — со вторым входом .логического элемента И, причем выход преобразователя угла поворота с числоимпульсным кодом соединен с третьим входом блока управления шаговым двигателем, а выход логического элемента И.соединен. со входом, устройства выборки-хранения, второй вход которого соединен с выходом коммутатора датчиков, а выход— со входом следящей системы.

Формула изобретения ничивается инерционностью электромеханических устройств. двигателя, пе.чатающего механизма и временем установления следящей системы.

В предлагаемом приборе частота обегания датчиков задается электронным блоком управления коммутацией,.и, как следствие этого, может превышать частоту опроса датчиков по сравнению с известными устройствами на несколько порядков. Увеличение частоты опроса датчиков обеспечивает Павышение быстродействия, надежности.и. точности прибора при осуществлении им функций измерений; контроля, сигнализации и регулирования..

Другим существенным преимуществом предлагаемого прибора по сравнению с иэввстными является его повышенная надежность как средства. измерений, контроля, сигнализации и регулирова" ния за счет того, что перечисленные выше функции в предлагаемом приборе осуществляется электронными устройствами без использования.: электромеханич еских узлов.

Увеличение быстродействия к надежности обесйечит широкое применение для измерений, контроля, регулирования и управления ответственными параметрами быстропротекающих технОлогических процессов в .промышленности, а также при обработке больших массивов измерительной информации при проведении научных исследований.

Многоточечное регистрирующее устройство, содержащее коммутатор датчиков, выход которого. соединен со входом следящей системы, вал реверсивного двигателя которой связан с кареткой печатающего механизма, шаго- вый двигатель,. вал которого связан с механизмом.каретки, коммутатор.шагового двигателя, генератор импуль-. сов, дешифратор, ключи выбора регист.рируемых параметров, логические. эле" менты ИЛИ и И, блок Управления шаго49 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Государственная система промышленных преоборов и средств автоматизации,. Каталог, т. 3, вып. 5,ЦНИИТЭИ

45 приборостроейия, М., 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке .9 2519135/18-10, кл. G 01 0 9/32,. 1977 (прототипп).

877328

Составитель H. Милехин

Редактор С.Крупенина Техред T.Ìàòî÷êà Ко ектор A. Гриценко рр

Заказ 9598/63 Тираж 705 Подписное

ВНИИИПИ Государственного комитета СССР по. делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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