Устройство для централизованного контроля параметров

 

Изобретение относится к технике автоматизированного контроля и может быть использовано для централизованного контроля и регулирования. Цель изобретения - повышение быстродействия устройстваэ Устройство содержит датчик 1 параметров, нормализаторы 2, вычитающие 3 блоки, блок 4 задания номинальных значений параметров. первьш 5 и второй 6 блоки выделения максимального отклонения параметра, первый 7 и второй 8 коммутаторы, дешифратор 9, первый 10 счетчик, пятый блок 11 сравнения, первый 12 и второй 13 ключи, третий 14, четвертый 15, первый 16 и второй 17 блоки сравнения , третий 18 и второй 19 элементы ИЛИ, элемент НЕ 20, блок 21 задания допустимых отклонений параметров, АЦП 22, блок индикации 23, генератор 24 импульсов, первый триггер 25, с первого по третий элементы И 26-28, второй счетчик 29, первый элемент ИЛИ 30, с третьего по шестой ключи 40-43, третий 44 и четвертый 45 блоки выделения максимального отклонения параметра, второй триггер 46 и формирователь импульса 47, Устройство осуществляет арбитраж опроса каналов по признаку наибольшего отклонения (наибольшей активности), что позволяет повысить его быстродействие , 1 ил J С (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (g)) 4 С 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4074550/24-24 (22) 05,06.86 (46) 30,10.87. Вюл. ¹ 40 (71) Ленинградский электротехнический институт им, В,И,Ульянова (Ленина) (72) Е.М,Антонюк (53) 621.396 (088.8) (56) Цапенко M.II. Измерительные информационные системы, M,: Энергия, )974, с. 248-250.

Авторское свидетельство СССР № 1151929, кл. G 05 В 23/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ (57) Изобретение относится к технике автоматизированного контроля и может быть использовано для централизованного контроля и регу(()(рования. Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. Устройство содержит датчик 1 параметров, нормализаторы

2, вычитающие 3 блоки, блок 4 задания номинальных значений параметров, первый 5 и второй 6 блоки выделения максимального отклонения параметра, первый 7 и второй 8 коммутаторы, дешифратор 9, первый 10 счетчик, пятый блок 11 сравнения, первый 12 и второй

13 ключи, третий 14, четвертый 15, первый 16 и второй 17 блоки сравнения, третий 18 и второй 19 элементы

ИЛИ, элемент НЕ 20, блок 21 задания допустимых отклонений параметров, AIgI 22, блок индикации 23, генератор

24 импульсов, первый триггер 25, с первого по третий элементы И 26-28, второй счетчик 29, первый элемент

ИЛИ 30, с третьего по шестой ключи

40-43, третий 44 и четвертый 45 блоки выделения максимального отклонения параметра, второй триггер 46 и формирователь импульса 47, Устройство осуществляет арбитраж опроса каналов по признаку наибольшего отклонения (наибольшей активности), что позволяет повысить его быстродействие. 1 ил, 1 13487 7 2

Датчики предназначены дпя преобразования технологических параметров в эл ек триче ский cÿ гнал, нор мализ а торы

2 служат для нормализации выходных сигналов датчиков. Блоки 3 предназначенг» для и элучения отклонения текущего значения параметра от номннального. Блэк 5 служит для выделения максимального положительного отклонения параметра от номинального значения. В простейшем случае блок 5 представляет собой диодную сборку, число диодов в сборке равно числу каналов, причем аноды диопов соединены с соответствующими выходами блоков 3, а катоды циодов соединены между собой. Блок

6 служит для выделения максимального

Изобретение относится к измерительным информационным системам и может использоваться в системах централизованного контроля и регулирования. .)

Цель изобретения — повышение быст-. родействия устройства.

На чертеже представлена схема устройства для централизованного контроля параметров. 10

Устройство содержит датчик 1 параметров, нормалиэаторы 2, вычитающие блоки 3, блок 4 з адания номинальных значений параметров, первый 5 и второй 6 блоки выделенич максимального отклонения параметра,. первый 7 и второй 8 комьгута -эры, дешифратор 9, первый счетчик 10, пятый блок ll сравнения, первьгй 12 и ьторой 13 ключи, третий 14, етвертый 15, пер- 20 вый 16 и второй 17 блоки сравнегпгя, третий 18 и второй !9 элементы ИЛИ, элемент НГ 20, блок 21 задания допустимых отклонений параметров, аналого-цифровой преобразователь 22, блок 25

23 индикации, генератор 24 импульсов, первый триггер 25. первый 26, второй

27 и третий 28 зябь;-i ы 11, второй счетчик 29, первый элемен; ИЛИ 30, инвертор 3 . дифферен.;и==чьный усили- 3Q тель 32, регистр 33, преобразователи

34 и 35 двоичного ;ода в двоично-деcHTH » 1É код t àрвый .)6 lI второй 37 дешифраторы, гп|фр".вые индикаторы 38 и усили-спи 39 г ".дпк.:ции блока 23 индикации.

Устрой тьо содержит также третий

40, четвертый 41, пятый 42 и шестой 43 ключи„ третин 44 и четвертый

45 блоки выделения максимального отклонения параметра, второй триггер

46 и формирователь 47 импульсов. отрицательного отклонения параметра от номинального значения. В простейшем случае блок 6 представляет собой диодную сборку, число диодов в сборке равно числу каналов, причем катоды диодов соединены с соответствующими выходами блока 3, а аноды диодов соединены между собой. Коммутатор 7 предназначен для коммутации разностных сигналов с выходов блока

3. Число ключей в коммутаторе 7 равно числу каналов, Коммутатор 7 предназначен для коммутации унифицированных сигналов с выходов блоков 2, сусло ключей в нем равно числу каналов.

Блок 11 предназначен для сравнения максимальных положительного и отрицательного отклонений параметров между собой по абсолютному значению..

В состав блока 11 входит инвертор

3; и усилитель 32. Инвертор 31 представляет собой усилитель с коэффициентом усиления, равным единице, на вход которого поступает максимальное отклонение параметра от номинального =:íà÷åíèÿ. Таким образом, на входы усилителя 32 поступают напряжения одинаковых знаков. Усилитель

32 работает в релейном режиме: если напряжение на его первом от блока 5 в оде больше, чем на втором, то на выходе усилителя 32 сохраняется высокий положительный потенциал — логическая "1", если меньше, то на выходе усилителя 32 высокий отрицательный (или нулевой) потенциал — логическии "0". Ключ 12 служит для подключения максимального положительного отклонения параметра от номинального значения к второму входу блока

15. Ключ 12 открыт при наличии сигнага логической 1" на выходе усилителя 32. Ключ 13 служит для подключения максимального отрицательного отклонения параметра от номинального значения к второму входу блока 14 °

Ключ 13 открыт при наличии сигнала логического "0"1 на выходе усилителя 32.

Блоки 14 .и 15 предназначены для выработки сигналов логической "1" при равенстве текущего положительного (только блока 15) или отрицательного (только блока 14) отклонения параметров, поступающих на первые входы блоков 14 и 15 и максимального положительного или отрицательного

1348777 начальное состояние, причем этот сигнал формируется по переднему фронту импульсов генератора от элемента

ИЛИ 30, 35

Устройство работает следующим образом.

Все датчики разбиваются на две группы: приоритетные и неприоритетные, причем вычитающие блоки 3 и

4 нормализаторы 2 приоритетных каналов подключаются к первым ключам коммутаторов 7 и 8 соответственно.

При включении устройства в работу, если триггер 25 находится в состоя45 нии 1, через элемент И 26 на счетчики 10 и 29 поступают импульсы с второго выхода генератора 24, по которым счетчик 10 через дешифратор 9 осуществляет переключение каналов в

50 коммутаторы 7 и 8, выполняется сброс счетчика 29 в нулевое состояние. На счетный вход счетчика 29 импульсы с первого выхода генератора 24 поступают постоянно. Если триггер 25 находится в состоянии "0", то через некоторый промежуток времени, определяемый начальным состоянием счетчика 29, с его выхода появляется сигнал, устанавливающий триггер 25 через элеотклонения параметра от номинального значения, Блоки 16 и 17 служат для выработки сигналов логической "1" при дос.тижении текущего положительного (только блок 16) и текущего отрицательного (только блок 17) отклонения параметров от значения допустимого отклонения соответствующего знака, т,е. вырабатываются логические сигналы Больше" и Меньше".

Блок 21 предназначен для формирования и выдачи значений допустимых отклонений параметров от номинальных значений и представляют собой два источника напряжения разной полярности.

Блок 23 содержит регистр 33, предназначенный для записи, хранения и выдачи кода значения выбранного параметра и представляющий собой регистр с параллельной установкой и съемом информации, преобразователи

34 и 35 двоичного кода значений выбранного параметра и номера канала соответственно в двоично-десятичный код, дешифраторы 36 и 37 двоично-десятичного кода в десятичный позиционный код, необходимый для управления индикаторами 38, усилители 39 индикации отклонений выбранного параметра из зоны допустимых значений (" Больше" или нМеньше") с лампами накаливания, подсвечивающими соответствующие транспаранты.

Ключи 40-43 служат для поочередного подключения первого 5 или третье его 44 и второго 6 или четвертого 45 блоков максимального отклонения параметра к входам пятого блока 11 сравнения, причем ключи работают так, что при замкнутом ключе 40 ключ 41 разомкнут и наоборот. Так же работают ключи 42 и 43.

Блок 44 служит для выделения максимального положительного отклонения параметра от номинального значения в приоритетных каналах. Так же, как и блок 5, блок 44 может представлять собой диодную сборку, число диодов в которой равно числу приоритетных каналов, причем аноды диодов соединены с выходами блоков 3 приоритетных каналов, а катоды диодов — между собой, Блок 45 служит для выделения максимального отрицательного отклонения параметра от номинального значения в приоритетных каналах. Так же, как и

30 блок 6, блок 45 может представлять собой диодную сборку, число диодов в которой равно числу приоритетных каналов, причем катоды диодов соединены с выходами блоков 3 приоритетных каналов, а аноды диодов — между собой, Возможно также выделение из блока 5 и блока 6 блоков 44 и 45, т.е. число диодов в блоках 5 и 44 (6 и 45) вместе при этом равно числу каналов устройства, Триггер 46 служит для формирования сигнала "1" в случае, если хотя бы один приоритетный канал требует обслуживания, т.е. за время опроса блоков 3 приоритетных каналов коммутатором 7 на выходе элемента ИЛИ 19 появится хотя бы один раз сигнал "1", Кратковременные срабатывания блоков

16 и 17 сравнения не сказываются на работе регуляторов, имеющих обычно значительную постоянную времени.

В состояние "0" триггер 46 устанавливается задним фронтом импульса с выхода дешифратора 9, соответствующего последнему приоритетному каналу.

Формирователь 47 служит для выработки сигнала сброса счетчика 10 в

1348777 мент ИЛИ 30 в состояние "1". Таким образом, состояние триггера 25, счетчиков 10 и 29 после включения

Если же приоритетные каналы не требуют обслуживания (триггер 46 находится в нулевом состоянии), то замкнутыми оказываются ключи 41 и 43, и на входы блока 11 поступают сигналы с выходов блоков 5 и 6, питания определяет время переходного процесса.

По окончании переходного процесса (не более одного цикла) коммутатор 7 последовательно опрашивает вычитающие блоки 3, начиная с первого. Ес- 10 ли за время опроса приоритетных каналов разность между текущим и номинальным значениями сигнала в какомлибо канале достигает допустимого значения, определяемого блоком 21, . 15 на выходе элемента ИЛИ 19 появляется сигнал 1, устанавливающий триггер

46 в состояние "1", Сигнал с единичного выхода триггера 46 замыкает ключи 40 и 42 так, что при наличии 20 требования на обслуживание среди приоритетных каналов остальные (неприоритетные) каналы в конкурсе не участвуют, так как ключи 41 и 43 при этом разомкнуты. 25

С выхода блока 44 максимальное положительное отклонение параметра через ключ 40 поступает на первый вход блока 11, на второй вход которого поступает максимальное отрица- 30 тельное отклонение параметра с выхода блока 45 через клич 42, Блок 11 осуществляет сравнение по абсолютному значению поступающих на его входы отклонений параметров. Если напряжение на первом входе блока 11 по абсолютному значению больше, чем на втором, то на выходе блока ll формируется сигнал "1", по которому открывается ключ 12 и напряжение с выхода блока 44 поступает на второй вход блока 15. Если напряжение на первом входе блока 11 по абсолютному значению меньше, чем на втором, то на выходе блока 11 формируется сигнал "0", по которому открывается ключ 13 и напряжение с выхода блока

45 поступает на второй вход блока 14, При достижении дешифратором 9 шины, соответствующей последнему приоритет50 ному каналу, триггер 46 сбрасывается в состояние "0".

Напряжения, пропорциональные отклонениям параметров от номинальных значений, через коммутатор 7 поступают на первые входы блоков 14-17. В момент равенства сигналов на первом и втором входах блоков 14 или 15 последние через элемент ИЛИ 18 формируют сигнал "1", подготавливающий элемент И 28. Напряжения, соответствующие отклонениям параметров от номинальных значений, сравниваются с сигналами с блока 21, поступающими на вторые входы блоков 16 и 17. При этом, если выбранное максимальное отклонение больше допустимого отклонения параметра, то на выходе блоков

16 или 17 появляется сигнал "1", который через элемент ИЛИ 19 и подготовленный ранее элемент И 28 устанавливает триггер 25 в состояние "0" и запускает преобразователь 22, на вход которого через коммутатор 8 поступает напряжение, соответствующее значению параметра выбранного канала.

Если максимальное отклонение параметра находится в зоне допустимых значений (ни один из контролируемых параметров не вышел из зоны допустимых значений), то на выходе блоков 16 и

17 будет "0", триггер 25 остается в состоянии "1", Устройство продолжает цикл опроса до последнего канала и начинает новый цикл опроса каналов.

В случае выхода параметра из зоны допустимых значений сигналы "1" с выходов блоков 16 или 17 подаются на усилители 39 для индикации результатов контроля (Больше", "Меньше" ) и на регуляторы для регулирования.

Код значения выбранного параметра с выхода преобразователя 22 по сигналу "Конец преобразования" записывается в регистр 33. От счетчика 10 на дешифратор 9 поступает код адреса выбранного канала. Коды значений выбранного параметра и адреса канала через преобразователи 34 и 35 и дешифраторы 36 и 37 поступают на индикаторы 38.

На выход устройства подается адрес канала, подлежащего регулированию, благодаря чему может быть подключен соответствующий регулятор.

По окончании процесса регулирования выбранного параметра на выходах блоков 16 и 17 появляется сигнал "0"

/н 111 (Норма ), подготавливающий элементы ИЛИ 19, НЕ 20 н элемент И 27. Им1348777

55 пульс с генератора 24 проходит через элементы И 27 и ИЛИ 30, устанавливает триггер 25 в состояние "1" и сбрасывает регистр 33. Устройство продолжает цикл опроса каналов.

По окончании обслуживания выбранного канала формирователь 47 формирует сигнал сброса счетчика 10 в начальное положение, причем этот сиг- 10 нал формируется по переднему фронту импульса от элемента ИЛИ 30, т.е. следующий цикл опроса всегда начинается с первого канала (приоритетного).

Если выбранный параметр не поддает-15 ся регулированию, то через заданное время, определяемое максимально допустимым временем регулирования, на выходе счетчика 29 появляется сигнал переполнения счетчика, устанавли- 20 вающий через элемент ИЛИ 30 триггер

25 в состояние "1" и сбрасывающий регистр 33. Устройство продолжает опрос каналов °

Таким образом, контролю, индикации, регистрации и регулированию в первую очередь подвергаются параметры, обладающие наибольшим (по модулю) отклонением текущего значения параметра от номинального, т.е, на- 30 иболее активные. При этом если хотя бы один приоритетный канал требует обслуживания, т,е. отклонение параметра от номинального значения в этих каналах превышает допустимое значение, то наибольшее (по модулю) отклонение находится только среди приоритетных каналов (отклонения параметров от номинальных значений в неприоритетных каналах в конкурсе 40 не участвуют). Это дает воэможность увеличить быстродействие и эффективность контроля в приоритетных каналах. Если в устройстве 10-20Х приоритетных каналов, то возможно уве- 45 личение быстродействия контроля примерно в 5-10 раз.

Формула изобретения

Устройство для централизованного контроля параметров, содержащее в каждом канале последовательно соединенные датчик параметров и нормализатор, выходы которых подключены к входам уменьшаемого вычитающих блоков, входы вычитаемого которых подключены к соответствующим выходам блока задания номинальных значений параметров, а выходы — к соответствующим информационным входам первогс коммутатора и к соответствующим входам первого и второго блоков максимального отклонения параметров, выходы нормализаторов соединены с соответствующими информационными входами второго коммутатора, выход которого подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя, выход первого коммутатора подключен к первым входам блоков сравнения с первого по четвертый, выход пятого блока сравнения соединен с информационными .входами первого и второго ключей, выходы которых подключены соответственно к вторым входам третьего и четвертого блоков сравнения, выходы блока задания допустимых отклонений параметров подключены соответственна к вторым входам первого и второго блока сравнения, первый и второй выходы генератора импульсов подключены к первым входам первого и второго элементов И, выход второго элемент;. И соединен с первым входом первого, цемента ИЛИ, выходы первого и второго блоков сравнения падключе— ны к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход которого через элемент HE соединен с вторым входом второго элемента И, выходы первого и второго блоков сравнения являются соответствующими информационными выходами устройства и подключены к первому и второму информационным входам блока индикации соответственно, выходы третьего и четвертого блоков сравнения соединены с соответствующими входами третьего элемента ИЛИ, выход которого и выход второго элемента ИЛИ соединены с соответствующими входами третьего элемента И, выход которого подключен к управляющему входу аналога-цифрового преобразователя и к входу сброса первого триггера, выход которого соединен с вторым входом второго . элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого и к установочному входу второго счетчиков, второй выход генератора импульсов соединен со счетным входом второго счетчика выход переполнения которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу

I I сброса блока индикации и к установочному входу первого триггера, вы)348777

Составитель И.Алексеев

Техред А.Кравчук

Корректор О.Кравцова

Редактор А,Маковская

Заказ 5188/46

Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, уп.Проектная,4 ходы первого счетчика являются адресными выходами устройства и подключены к адресным входам блока индикации и соответствующим входам

5 дешифратора, выходы которого соединены с адресными входами первого и второго коммутаторов, выходы аналогоцифрового преобразователя "Конец преобразования" и информационные под- 10 ключены к входу сброса и информационным входам группы блока индикации соответственно, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него 15 введены третий и четвертый блоки выделения максимального отклонения параметра, с третьего по шестой ключи, формирователь импульсов и второй триггер, один из выходов дешифрато- 2р ра и выход второго элемента ИЛИ соответственно подключены к входам установки в "0" и "1" второго триггера, прямой выход которого соединен с управляющими входами третьего и чет- ?5 вертого ключей, а инвертирующий выход — с управляющими входами четвертого и пятого ключей, выходы вычитающих блоков группы приоритетных каналов соединены с соответствующими входами третьего и четвертого блоков выделения максимального отклонения параметра, выходы которых подключеIы к информационным входам третьего и пятого ключей соответственно, выходы первого и второго блоков выделения максимального отклонения параметров соединены с информационными входами четвертого и шестого ключей соответственно, выходы третьего и четвертого ключей соединены с первым входом пятого блока сравнения и с управляющим входом первого ключа, выходы пятого и шестого ключей соединены с вторым входом пятого блока сравнения и с управляющим входом второго ключа, выход первого элементаИЛИ через формирователь импульсов coe— динен с входом сброса первого счетчика.