Устройство для регистрации значений контролируемых параметров

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ЗНАЧЕНИЙ КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ по авт.св. № 958857, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования и регистрации группы комплексных показателей состояния контролируемого объекта, в негр введены последовательно соединенные дополнительный блок дискриминаторов , управляемьй задатчйК-сигналов и функциональньй преобразователь, причем вход дополнительного блока дискриминаторов и второй вход функционального преобразователя соединены с выходом цифроаналогового преобразователя , a выход функционального i преобразователя подключен к одному из входов входного коммутатора. (Л

СОЮЗ COBETCHHX

° ЮЙИ

РЕСПУБЛИН

SU„„1095

ggy С 01 D 9/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

$g;g. ) (61) 958857 (21) 3507598/18-10 (22) 03.11.8? (46) 30.05.84. Бюл, к- 20 (72) Л.А.Сульман, В.П.Авдеев, А.А.Берлин, А.Г.Вайнштейн, С.P.Çåëüцер, Ю.П.Калинов и A.Ì. Шафир (71) Сибирский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт нм. С.Орджоникидзе (53) 53.087.62(088..8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 958857, кл. С 01 Р 9/32, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

ЗНАЧЕНИЙ КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ по аэт.св. Ф 958857, о т л и ч а ю—, щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования и регистрации группы комплексных показателей состояния контролируемого объекта, в него введены последовательно соединенные дополнительный блок дискриминаторов, управляемый эадатчик сигналов и функциональный преобразоватепь, причем вход дополнительного блока дискриминаторов и второй вход функционального преобразователя соединены с выходом цифроаналогового лреобразователя, а выход функционального преобразователя подключен к одному Е

Р из входов входного коммутатора.

1095037

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регистрации значений контролируемых параметров введены последовательно соедиSS

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для записи на диаграммной ленте совокупности технологических параметров (двух или более одновременно) в виде кривой.

По основному авт.св. Р 958857 известно устройство для регистрации значений контролируемых параметров, содержащее датчики технологических 10 параметров, входной коммутатор, измерительную схему, реверсивный двигатель привода каретки печатающего механизма, синхронный двигатель привода диаграммной ленты, связанный 15 механически с печатающим механизмом, входным коммутатором, вторым коммутатором и профилированным кулачком, взаимодействующим с нормально разомкнутыми контактами, включенными между 20 выходом повторителя сигналов датчиков, механически связанного с реверсивным двигателем, и входами второго коммутатора и счетчика импульсов,, а также квантователь сигналов, под- 25 ключенный к выходам второго коммутатора, блоки памяти, включенные между выходами квантователей и входами дешифратора, цифроаналоговый преобразователь, включенный между выходами дешифрато- "р ра и одним из входов входного коммутатора, формирователь импульсов сброса, соединенный с выходом счетчика, и элемент задержки, включенный между формирователем импульсов сбро- 35 са и входами сброса блока памяти (1).

Недостаток прототипа заключается в ограниченных функциональных возможностях, так как устройство-прототип не обеспечивает формирование 40 и регистрацию нескольких показателей физического состояния объекта управления по значениям кодовой кривой, характеризующих различные режимы функционирования объекта.

Так, например, для управления доменной печью необходимо по сочетанию значений сигналов с одних и тех же датчиков оценивать развитие шихтового режима, теплового режима, шлакового, газодинамического и т,д. ненные дополнительный блок дискриминаторов, управляемый задатчик сигналов и функциональный преобразователь, при этом выкод цифроаналогового преобразователя соединен с входом блока дискриминаторов и вторым входом функционального преобразователя, а выход последнего подключен к одному из входов входного коммутатора.

На чертеже представлена структурная схема устройства для регистрации значений контролируемык параметров (двух технологических параметров при трех уровнях их квантования и одним обобщенным показателем физического состояния объекта).

Устройство содержит датчики 1 — 1 и 1-2 технологических параметров, нормирующие преобразователи 2-1 и

2-2, первый входной коммутатор 3, измерительную схему 4, электронный усилитель 5, реверсивный двигатель 6 привода каретки с инструментом 7 регистрации, носитель 8 записи в виде диаграммной ленты, синхронный двигатель 9, повторитель 10 сигналов, профилированный кулачок 11, нормально разомкнутые контакты 12, счетчик 13 импульсов, формирователь 14 сбрасывающего импульса элемент:

15 задержки, второй коммутатор 16, устройства 17- 1 и 17-2 квантования сигналов с первого и второго датчиков соответственно по числу датчиков, состоящие из дискриминаторов (пороговых элементов) 18 и схем 19 антисовпадений, запоминающие устройства

20-1 и 20-2, содержащие по три ячейки 2 1 памяти (по числу уровней квантования сигналов) дешифратор 22, выполненный из схем 23 совпадений, цифроаналоговый преобразователь 24, блок 25 дискриминаторов, управляемый задатчик 26 сигналов., функциональный преобразователь 27, содержащий блоки

28-30 вычитания, блок 31 умножения, блок 32 деления и сумматор 33.

Устройство работает следующим образом.

Электрические сигналы с датчиков

1-1 и 1-2, пропорциональные значениям измеряемых технологических параметров, поступают на нормирующие преобразователи 2-1 и 2-2 соответственно, выполйенные в виде, например, делителей напряжения, где осуществляется приведение сигналов к одному диапазону изменения. Коммутатор 3, выпол3 1095 ненный в виде двухполюсного переключателя и управляемый двигателем 9, подключает в начале каждого цикла регистрации выход нормирующего преобразователя 2-1 к входу измерительной схемы 4, соединенной с усилителем 5, который управляет двигателем 6. Последний перемещает каретку с инструментом 7 регистрации и движок расхода измерительной схемы 4 до урав- 1р новешивания сигнала с преобразователя 2-1. Одновременно с перемещением каретки и движка реохорда измерительной схемы двигатель 6 перемещает реохорд повторителя 10 сигналов и, следовательно, каждому значению регистрируемого сигнала соответствует равнозначное положение движков реохордов измерительной схемы 4 и устройства 10 дистанционной передачи показаний.

В момент наступления равновесия сигнала на входе усилителя становится равным нулю, двигатель 6 останавливается, двигатель 9 через механизм привода воздействует на печатающий механизм 7, который отпечатывает на равномерно движущейся диаграммной ленте 8 точку и цифру, соответствующую номеру датчика, подключенного к 3О входу измерительной схемы 4: положение точки по ширине пропорционально величине сигнала, поступающего с датчика. В этот же момент кулачок 11 закрепленный на валу синхронного

35 двигателя 9, замыкает нормально разомкнутые контакты 12, через которые электрический сигнал от повторителя

10 сигналов поступает на вход коммутатора 16 и счетчик 13 импульсов.

С первого выхода коммутатора 16 сигнал, пропорциональный нормированному значению первого технологического параметра, поступает на вход устройства 17-1 квантования первого

45 параметра.

Устройство 17-1 квантования содержит при трех уровнях квантования сигнала четыре дискриминатора (поро- 5О говых элементов) 18 с общими входами, подключенными к первому выходу второго коммутатора 16, и три схемы 19 антисовпадений. Аналогично устроено устройство 17-2 квантования, но входы его дискриминаторов подключены к второму выходу второго коммутатора

16.

037 4

Дискриминаторы 18 выполнены в виде, например, триггерных схем с одним устойчивым состоянием равновесия, которые срабатывают, если на их вход поступает сигнал, превышающий некоторый пороговый уровень. Пороги срабатывания соседних дискриминаторов отличаются на величину интервала квантования сигнала по уровню. Схемы 19 антисовпадений представляют собой логические устройства, которые срабатывают только в том случае, если на один вход схемы поступает сигнал, а на другой нет.

Таким образом, при поступлении сигнала на вход устройства 17-1 квантования сигнал появится на выходе той схемы 19 антисовпадений, которая подключена к дискриминаторам 18 с порогами срабатывания выше и ниже уровня поступившего входного сигнала.

Сигнал с выхода сработавшей схемы

19 антисовпадений устройства 17-1 квантования поступает на информационный вход ячейки 21 памяти блока 20-1 ,памяти.

Блок 20-1 памяти сигналов первого датчика содержит три ячейки 21 памяти, входы которых подключены непосредственно к выходам соответствующих схем 19 антисовпадений устройства 17-1 квантования. Каждая ячейка

21 памяти выполнена в виде триггерной схемы с двумя устойчивыми состояниями равновесия и с двумя входами — информационным и сбрасывающим.

При поступлении сигнала на информационный вход ячейки 21 памяти схема приходит в одно из состояний равновесия,а на выходе ее формируется сигнал, фиксируя тем самым сигнал из устройства 17-1 квантования.

Далее сигнал с выхода ячейки 21 памяти блока 20-1 памяти поступает в дешифратор 22 на вход одной иэ схем 23 совпадений, подключенной непосредственно к выходу сработавшей ячейки 21 памяти.

Через интервал времени, требуемый для обработки сигнала с первого датчика 1-1, коммутатор 3 подключает к входу измерительной схемы 4 выход второго нормирующего преобразователя 2-2. Обработка сигнала с преобразователя 2-2 происходит аналогично обработке сигнала с преобразователя 2-1.

109503 7

Таким образом, в ходе регистрации на равномерно движущейся диаграммной ленте печатаются четыре кривые, образованные последовательностью точек, две из которых отображают сигналы с датчиков 1-1 и 1-2, третья характеризует их совместное изменение в виде кода, а четвертая является обоб50 щенной оценкой физического состояния технологического объекта управления.

Совместная регистрация обобщенно-кодовой кривой и кривой в масштабе показателя состояния объекта объясняется тем, что между узлами интерпоЯ ляции связь между кривыми носит приближенный характер, например, в виде линейной зависимости в соответствий с выражением (1). Для повышеТаким образом, в результате обработки сигналов с датчиков 1-1 и 1-2 на вход соответствующей схемы 23 совпадений дешифратора 22 поступают два сигнала с ячеек 21 памяти блоков

20-1 и 20-2 памяти, подключенных к выходам сработавших схем 19 антисовпадений устройств 17-1 и 17-2 квантования. При этом на выходе соответствующей схемы 23 совпадения дешифратора 22 формируется электрический сигнал.

Выходы дешифратора 22 подключены к соответствующим входам цифроаналогового преобразователя 24, на выходе которого формируется аналоговый сигнал, например, в виде напряжения постоянного тока, величина которого пропорциональна номеру сработавшей схемы 23 совпадения дешифрато- 20 ра 22 и, следовательно, сочетанию квантовых значений сигналов датчиков

1-1 и 1-2.

Через интервал времени, достаточный для обработки сигнала со второго датчика 1-2 срабатывания дешифратора 22 и ц11фроаналогового преобразователя 24, выход последнего подключается коммутатором 3 к входу измерительной схемы 4 и осуществляется 30 измерение и регистрация на диаграмме сигнала с цифроаналогового преобразователя 24.

Одновременно с регистрацией сигнал с выхода цифроаналогового преобразователя 24 поступает на входы . блока 25 дискриминаторов и функционального преобразователя 27. В блоке 25 формируется управляющий сигнал, соответствующий значению обобщенной 40 кривой. Управляющий сигнал поступает на вход управляемого задатчика 26, где выбираются соответствующие ему координаты узлов интерполяции, охватывающие справа и слева текущие значения обобщенной кривой.

Сигналы, пропорциональные координатам узлов интерполяции, и текущее значение обобщенной кривой поступают на входы функционального преобразователя 27, в котором осуществляется преобразование текущего значения обобщенной кривой в масштаб показателя состояния объекта управления, например, по выраженйю где 3 — текущее значение обобщенной кривой;

5 (6;), 55(8;,),Р,,C„, — координаты узлов интерполяции, охватывающие текущее значение обобщенной кривой справа и слева соответственно.

Вычисленная величина 9 (C) поступает через входной коммутатор 3 на регистрацию.

Контакты 12 в моменты регистрации сигналов с преобразователей 24 и 27 не замыкаются, так как кулачок 11 имеет только два выступа (по числу датчиков технологических параметров), и сигналы от повторителя 10 на коммутатор 16 не поступают и дальнейшей обработке не подвергаются. Нормально разомкнутые контакты 12 включаются, следовательно, дважды за время цикл» регистрации в моменты, совпадающие по времени с моментами печати на диаграмме 8 сигналов от датчиков 1-1 и 1-2.

При каждом замыкании контактов 12 счетчик 13 фиксирует импульс, а при каждом втором импульсе счетчик 13 вырабатывает сигнал, включающий формирователь 14 сбрасывающего импульса выйолненный, например, в виде электромагнитного реле, с выхода которого сигнал поступает на элемент

15 задержки, а с выхода последнего через определенный промежуток времени, требуемый для обработки и регистрации сигналов с преобразователей 24 и 27 — на сбрасывающие входы ячеек

21 памяти, при этом сработавшие ячейки 21 памяти возвращаются в исходное состояние.

095037

Составитель В. Киселев

Редактор С.Пекарь Техред А.Бабинец Корректор Н.Зинзикова

Заказ 3581/23 Тираж 610 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 иия надежности распозчавания состояния объекта требуется совместный анализ двух этих кривых.

Аналогичным образом может быть выполнен прибор для регистрации сигналов от большого числа датчиков, при большом числе уровней квантования. сигналов и для большего числа показателей состояния объекта управления.

Отображение сигналов двух или более датчиков в виде обобщенных кри8 вых на диаграмме прибора обеспечивает оперативное и точное распознавание состояний технологического объекта, которые характеризуются. группой взаимосвязанных параметров, а их представление совместно с кривыми изменения и отдельных параметров, и кодовой кривой позволяет оперативно и надежно обнаруживать причину нару10 щения, замеченного по обобщенным кривым. Все это в целом обеспечивает повышение качества управления технологическим объектом.