Устройство для автоматического контроля параметров

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ,содержащее N первых регистров, выходы которых соединены с соответствующими первыми входами N первых блоков сравнения, а также последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик и дешифратор, N выходов которого через соответствующие N первых . элементов И и N вторых регистров связаны с первыми входами соответствующих N третьих регистров, N датчиков , выходы которых связаны с соответствующими N информационными входами коммутатора, N управлягацих входов которого связаны с соответствующими N выходами дешифратора, выход коммутатора связан с входом буферной памяти, первый выход которой , соединен с вторыми входами N вторых регистров, а второй выход - с вторыми входами N первых элементов И, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторыми входами N третьих регистров, выходы N вторых регистров связаны с третьими входами N первых блоков сравнения, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности контроля динамики регулируемых параметров устройства, оно дополнительно содержит N элементов задержки , N вторых блоков сравнения и N вторых элементов Н, причем входам N элементов задержки соединены с соi ответствую1цими выходами N первых элементов Н, .а выходы - с вторыми (П входами соответствующих N первых бло I ков сравнения и первыми входами сос: ответствующих Н вторых блоков сравнения , вторые входы которых соединены с соответствующими выходами N третьихрегистров, а третьи входы с выходами соответствующих N вторых регистров, выходы N вторых блоков сравнения связаны с первыми входами соответствующих N вторых элементов И, вторые входы которых связаны с вы ходами соответствующих N первых блоков сравнения. оо 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ц5П с 05 л 23/02

p «i.="

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3455692/18-24 (22).21.06.82 (46) 30.08.84. Бюл. 9 32 (72) В.Г.Беляев, Ю.Н.Клюеви A.Н.Попов (53) 62-50(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 697979; кл. с 05 В 23/02, 1980

2. Авторское свидетельство СССР

Р 714361, кл. С 05 Н 23/02, 1980 (прототип).

I (5 4 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕС

КОГО КОНТРОЛЯ IIAPANETPOB,ñîäåðæàùåå

N первых регистров, выходы которых соединены с соответствуишими первыми входами N первых блоков сравнения, а также последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик и дешифратор, и выходов которого через соответствующие Л первых элементов И и N вторых регистров связаны с первыми входами соответствуюших N третьих регистров,,N датчиков, выходы которых связаны с соответствующими N информационными входами коммутатора, N управлякщих входов которого связаны с соответствуюшими И выходами дешифратора, выход коммутатора связан с входом буферной памяти, первый выход которой

„„SU„„1111134 А, соединен с вторыми входами N вторых регистров, а второй выход — с вторыми входами N первых элементов И, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторыми входами И третьих регистров, выходы N вторых регистров связаны с третьими входами Н первых блоков сравнения, о т л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения .точности контроля динамики регулируемых параметров устройства, оно дополнительно содержит N элементов задержки, N вторых блоков сравнения и

N вторых элементов И, причем вхоуж

N элементов задержки соединены с со-, ответствуюшими выходами Н первых 9 элементов И,.а выходы — с вторыми входами соответствующих N первых бло,ков сравнения и первыми входами соответствующих N вторых блоков срав- %ь нення, вторые входы которых соединены с соответствуюшими выходами N третьих. регистров, а третьи входы— с выходами соответствующих N вторых ь,, регистров, выходы N вторых блоков сравнения связаны с первыми входами соответствуюших N вторых элементов Вев

И, вторые входы которых связаны с вы ходами соответствуюших N первых блоков сравнения. leaiL

СО

4ь.

1111 134

Изобретение относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами и может быть использовано в контрольно-измерительной технике.

Известно устройство для контроля 5 параметров, содержащее группу датчиков, три группы регистров, генератор тактовых импульсов, группу схем сравнения, два коммутатора, два триггера, два ключевых элемента и 10 элемент ??ЛИ 11.

Данное устройство не обеспечивает высокой точности контроля параметров, подверженных изменениям во времени. 15

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля параметров обьекта, содержащее датчики, блоки сравнения, ЦАП, блок формирования кодов, коммутатор, диф- 0 ференциаторы, два блока управления, блок регистрации и узел блокировки и сигнализации, три элемента И, дешифратор, элементы памяти, элемент

ИЛИ L23.

Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью контроля динамики регулируемых пара-. метров.

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей и повышение точности контроля динамики регулируемых параметров.

Для достижения указанной цели в устройство для автоматического контроля параметров, содержащее N первых З5 регистров, выходы которых соединены с соответствующими первыми входами

И первых блоков сравнения, а также последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик и де-40 шифратор, N выходов которого через соответствующие ?? первых элементов

И и N вторых регистров связаны с пЕрвыми входами соответствующих М третьих Регистров, N датчиков, вы- 45 ходы которых связаны с соответствующими Н информационными входами коммутатора, N управляющих входов которого связаны с соответствующими

N выходами дешифратора, выход комму- 50 татора связан с входом буферной памяти, первыЯ выход которой соединен с вторыми входами N вторых РегиСтров, а второй выход - с вторыми входами

N первых элементов И, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторыми входами N. третьих регистров, выходы N вторых регистров связаны с третьими входами N первых блоков сравнения, дополнительно введены

N элементов задержки, N вторых блоков сравнения и И вторых элементов И, причем входы Я элементов задержки соединены с соответствующими выходами N первых элементов И, а выходыс вторыми входами соответствующих Я

H первых блоков сравнения и первыми входами соответствующих н вторых блоков сравнения, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами N третьих регистров, а третьи входы — с выходами соответствующих N вторых регистров,,выходы N вторых блоков сравнения связаны с первыми входами соответствующих N вторых элементов, И, вторые входы котоых связаны с выходами соответствую-„ их N первых блоков сравнения.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для автоматического контРоля паРаметров, на фиг. 2 — буферная память, на фиг. 3 — блок-схема блока сравнения.

Устройство. (фиг. 1) содержит N первых регистров 1, предназначенных для хранения кодов заданных значений параметров (температуры, давления и т.п.), N первых блоков 2 сравнения, обеспечивающих сравнение заданных и фактических значениЯ параметров, генератор 3 тактовых импульсов, предназначенный для формирования тактовой последовательности импульсов,,счетчик 4, обеспечивающий циклическое формирование кода номера датчика, дешифратор Si предназначенный для преобразования двоичного кода номера датчика в унитарный позиционный код, М первых элементов И б, обеспечивающих формирование сигналов разрешения записи кодов. значений параметров, N элементов 7 задержки, предназначенных для выработки сигналов разрешения сравнения кодов/ N датчиков 8, обеспечивающих измерение фактических значений параметров, коммутатор 9, предназначенный для циклического подключения датчиков 8 к буферной памяти, буферная память

10, обеспечивающая преобразование, запись и хранение значений параметров, N вторых регистров 11, предназначенных для хранения кодов значений параметров, N третьих регистров

12,обеспечивающих хранение кодов значений параметров, полученных в предыдущем цикле опроса датчиков, N вторых блоков 13 сравнения, предназначенных для сравнения кодов значений параметров, полученных в дан- ном и в предыдущем цикле опроса датчиков 8; N вторых элементов И 14, обеспечивающих формирование сигналов нарушения режима работы.

Буферная память 10 содержит генератор 15 импульсов, предназначенный для формирования тактовой последовательности импульсов, второй счетчик

16, обеспечивающий выработку циклической последовательности двоичных кодов, сетку 17 сопротивлений, предназначенную для формирования ступенчатых пилообразных импульсов напряжения, компаратор 18, обеспечивающий

111,1134 сравнение входного напряжения с напряжением, формируемым сеткой 17 сопротивлений; регистр 19, предназначенный для записи и хранения кода значения параметра.

Выход генератора 15 импульсов соединен с входо л счетчика 16, выходы которого подключены к входам сетки

17 сопротивлений и к первым входам регистра 19. Выход сетки 17 сопротивлений подключен к первому входу ком- 1О паратора 18, второй вход которого является входом буферной памяти 10.

Выход компаратора 18 соединен с вторым входом регистра 19, выход которого является первым выходом буферной 15 памяти 10, выход компаратора 18

1 вляется вторым выходом буферной паяти 10.

Блок сравнения (фиг. 3) содержит группу 20 элементов сложения по моду- 20 лю 2, элемент 21 ИЛИ-НЕ и элемент

22 И-НЕ. Выходы группы 20 элементов сложения по модулю 2 соединены с входами элемента 21 ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к второму входу эле- 75 мента 22 И-HE. Первые и вторые входы группы 20 элементов сложения по модулю 2 и первый вход элемента 22

И-НЕ являются соответственно вторыми, третьими и первыми входами блока сравнения. Выход элемента 22 И-НЕ является выходом блока сравнения.

Буферная память работает следующим образом, Генератор 15 импульсов вырабатывает и ипульсную последовательность, которая поступает на вход счетчика

16 и преобразуется в последовательность двоичных сигналов. Эти сигналы поступают на входы сетки 17 сопротивлений R-2R и преобразуются в уров-. 40 ни напряжения в соответствии с зависимостью

1юп = ц„ О,а„а,,..., а„, 45 где U„ — напряжение, соответствующее единичному сигналу (U =О) ала ю ° ° . а — двоичный код, формируемый счетчиком 16. 50

Напряжение поступает на первый вход компаратора 18 и сравнивается с входным напряжением U,, поступающим на второй вход компаратора 18 с одного из датчиков 8j (1=1,N). IIw равенстве напряжений на входах ком- 55 паратора 18 на его выходе формируется сигнал, который поступает на второй. выход буферной памяти,10 и на второй вход регистра 19 и обеспечивает saпись двоичного кода, соответствующе- 60 го входному напряжению 3 „ в регистр

19.

Таким образом, буферная память

10 обеспечивает формирование, запись и хранение двоичного кода. соответ- 65 стнующего уровню напряжения, поступающего на ее вход, а также выработку сигнала, информирующего о том, что код записан в регистр 19.

Блоки 2, 13Ь сравнения (i=1,N) работают следующим образом.

Двоичные сигналы, поступающие соответственно на первые и вторые входы группы 20 элементов сложения по модулю 2, сравниваются с данными элементами. При совпадении двоичных сиг налов на выходах всех элементов 20 ((=1,K) сложения по модулю 2 формируются нулевые сигналы, которые поступают на входы элемента 21 ИЛИ-НЕ.

На выходе элемента 21 ИЛИ-НЕ вырабатывается единичный сигнал, который поступает на второй вход элемента 22

И-НЕ. При наличии единичного сигнала на первом входе элемента 22 И-НЕ на выходе данного элемента формируется нулевой сигнал. Если входные сигналы не совпадают или отсутствует единичный сигнал на первом входе элеиента 22 И-НЕ, .на выходе блока сравнения вырабатывается единичный сигнал.

Устройство для автоматического контроля параглетроВ работает следующим образом.

Заданные значения параметров хранятся в первой группе 1 регистров °

С выходов датчиков 8 (1=1,N) на информационные входы коммутатора

9 поступают напряжения, соответствующие измеряемым температуре, давлению и т.п.Поскольку с течением времени эти параметры под действием управляющих воздействий или внешних возмущений изменяются, соответственно изменяются и входные сигналы коммутатора 9.

Генератор 3 тактовых импульсов, счетчик 4 и дешифратор 5 обеспечивают формирование последовательностей синхроимпульсов. Двоичные сигналы, формируемые счетчиком 4 поступают на вход дешифратора 5, который вырабатывает сигнал на одном из своих выходов в зависимости от входного кода. Разрядность счетчика 4 связана с количеством каналов формулой N=2

Таким образом, синхроимпульсы формируются с частотой f = ----- где

Ггтпь

N — частота следования импульсов генератора 3 тактовых импульсов.

С выходов дешифратора 5 синхроимпульсы поступают на управляющие входы коммутатора 9, который обеспечивает передачу одного из входных напряжений, поступающих на его информационные входы, на вход буферной памяти 10. При наличии сигнала на первом управляющем входе коммутатора 9 передается напряжение датчика 8, при сигнале на втором управляющем входе 1111134 коммутатора 9 передается напряжение датчика 8, при сигнале на N-м управляющем входе передается напряжение датчика 8ц . В буферной памяти 10 формируется двоичный код,соответствующий этому напряжению,и запоминается s регистре 19. Частота генератора 15 импульсов, входящего в состав буферной памяти 10, больше частоты генератора 3 тактовых импульсов в

2 раз, где К вЂ” разрядность счетчи- 10 ка 16. В течение интервала времени, определяемого наличием синхроимпульса, в буферной памяти 10 формируется и хранится двоичный код, соответствующий значению параметра, измеренного 15 с помощью датчика 8, (i=1,N) в этот интервал времени. Импульсный сигнал с второго выхода буферной памяти 10 поступает на вторые входы И первых элементов И. При этом на выходе элемента И б формируется единичный сигнал, разрешающий запись информации из регистра 19 буферной памяти 10 в регистр 111 . B результате в регистре 11 оказывается записанным значение i-ro параметра, измеренное в

1цанном цикле опроса датчиков, Значение

i-го параметра, измеренное в предыду"

meir цикле опроса датчиков, переписы-I вается в начале данного "ериода, ЗО тактовой последовательности генерато ра .3 тактовых импульсов из регистра

11 в регистр 12, при поступлении импульса с выхода генератора 3 тактовых импульсов на вторые входы Н третьих регистров 12.

N первых блоков 2 сравнения обеспечивают сравнение заданного значения параметра с фактическим. Заданное значение i-ro параметра поступает с выхода регистра 1 на второй 40 вход блока 2 сравнения, фактическое значение параметра поступает на третий вход блока 2 сравнения, на первый вход которого поступает сигнал разрешения сравнения с выхо- 45 да элемента 7„ 7; задержки осуществляют задержку импульсов, поступающих с выходов пер.вых элементов И 6. Время задержки каждого из элементов 7 задержки рав- gg но половине длительности периода импульсной последовательности генератора 15 импульсов. При сравнении за-. данного и фактического значений i-го параметров и при наличии сигнала раз- решения сравнения на выходе блока

2 сравнения вырабатывается нулевой сигнал, который поступает на выход устройства и указывает, что по i-му параметру нет отклонений or заданного значения.

N вторых блоков 13 сравнения обеспечивают контроль изменения параметров во времени. С выходов вторых регистров 11 и третьих регистров 12 коды значений. параметров измеренных в данном цикле опроса датчиков и в предыдущем цикле опроса датчиков соответственно поступают на третьи и вторые входы N вторых блоков 13 сравнения. При поступлении сигнала разрешения сравнения с выхода элемента 7i задержки и совпадении кодов на вторых и третьих входах блока 13 сравнения на выходе блока 13 сравнения формируется нулевой сигнал, указывающий, что i-й параметр не изменился. Если коды не совпали, на выходе блока 13 сравнения формируется единичный сигнал, указывающий, что i-й параметр изменился.

С выходов N вторых блоков 13 сравнения сигналы поступают на инверсные входы соответствующих N вторых элементов И 14. Если на прямом входе элемента 141, присутствует нулевой сигнал с выхода блока 2 сравнения, т.е. заданное значение i-го параметра достигнуто, то даже при наличии нулевого сигнала на инверсном входе элемента И 14 на выходе элемента

14 формируется нулевой сигнал, указывающий, что процесс регулирования

i-го параметра протекает нормально.

Если на прямом входе элемента 14;; присутствует единичный сигнал с выхода блока 2i сравнения, т.е. заданное ,значение параметра не достигнуто, при наличии нулевого сигнала на инверсном входе элемента И 14 на выходе элемента И 141 вырабатывается единичный сигнал, указывающий, что процесс регулирования i-го параметра нарушен.

Таким образом, при достижении заданных значений параметров на выходах первой группы 2 блоков сравнения формируются нулевые сигналы.

На выходах второй группы элементов

И 14 при нарушениях в процессах регулирования параметров формируются единичные сигналы.

1. г.з4

Составитель А.Ламев

Редактор М.Петрова Техред Л.Коцюбняя Корректор О,Билак

Заказ 6309/38 Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ 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