Устройство для выявления аварийной ситуации

 

Изобретение относится к автоматической сигнализации оценки текущего состояния и выявления аварийных ситуаций в системах автоматизированного программного управления сложными технологическими процессами и может применяться в диагностике аварийных ситуаций в системах автоматического контроля на промышленных предприятиях, например, угольной промышленности. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик, блок синхронизации, первый счетчик, первый сигнализатор, первый и второй блоки памяти, первый элемент ИЛИ, два элемента И, введены второй счетчик, второй элемент ИЛИ. третий, четвертый, пятый и шестой блоки памяти, два арифметических блока, четыре блока сравнения и второй сигнализатор. Устройство для выявления аварийной ситуации позволяет дискретный сигнал датчика отфильтровать от случайных срабатываний, не заглубляя при этом его чувствительность, а также прогнозировать ситуацию на аварийную, требующую оперативного принятия решения автоматизированной системой или оператором, и на предаварийную, когда, не отключая механизм, можно принять решение о предотвращении возникающей аварийной ситуации.3 ил.СОсИзобретение относится к автоматической сигнализации оценки текущего состояния и выявления аварийных ситуаций в системах автоматизированного программного управления сложными технологическими процессами и может найти применение в диагностике аварийных ситуаций в системах автоматического контроля на промышленных предприятиях, например, угольной промышленности.Известно устройство для многоточечной аварийной сигнализации, содержащеедатчик, блоки памяти, элементы И и ИЛИ. Устройство позволяет только запоминать сигналы. Недостатком его является отсутствие выдачи прогноза об аварийной ситуации.Известы также устройства для выявления и классификации аварийных ситуаций, контролирующие временные параметры аналоговых сигналов. Недостатком данных устройств является отсутствие анализа динамики процессов, представляемых дискретными сигналами.4^ О CJ 00

СОЮЗ СО8ЕТС КИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s 6 08 В 21/00

ГОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4779926/24 (22) 08.01.90 (46) 23.02.92. Бюл. М 7 (71) Луганский филиал Государственного проектно-конструкторского и научно-исследовательского института "Гипроуглеавтоматизация" (72) В.А.Швечиков. А.А.Тийрмаа, В.А.Никитенко и С.Н;Кондра (53) 654.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1049943, кл. G 08 В 23/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 999911446644, кл. G 08 В 21/00, 1981, Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1437889, кл. G 08 В 21/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 907567, кл. G 08 В 23/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ АВАРИЙНОЙ СИТУАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматической сигнализации оценки текущего состояния и выявления аварийных ситуаций в системах автоматизированного программного управления сложными технологическиИзобретение относится к автоматической сигнализации оценки текущего состояния и выявления аварийных ситуаций в системах автоматизированного программного управления сложными технологическими процессами и может найти применение в диагностике аварийных ситуаций в системах автоматического контроля на llpoMblwленных предприятиях, например, угольной промышленности.

Известно устройство для многоточечной аварийной сигнализации, содержащее, Ж,, 1714638 А1 ми процессами и может применяться в диагностике аварийных ситуаций в системах автоматического контроля на промышленных предприятиях, например, угольной промышленности. Целью изобретения является повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик, блок синхронизации, первый счетчик, первый сигнализатор, первый и второй блоки памяти, первый элемент

ИЛИ, два элемента И, введены второй счетчик, второй элемент ИЛИ, третий, четвертый, пятый и шестой блоки памяти, два арифметических блока, четыре блока сравнения и второй сигнализатор. Устройство для выявления аварийной ситуации позволяет дискретный сигнал датчика отфильтровать от случайных срабатываний, не заглубляя при этом его чувствительность, а также прогнозировать ситуацию на аварийную, требующую оперативного принятия решения автоматизированной системой или оператором, и на предаварийную, когда, не отключая механизм, можно принять решение о предотвращении возникающей аварийной ситуации. 3 ил. датчик, блоки памяти, элементы И и ИЛИ.

Устройство позволяет только запоминать сигналы. Недостатком его является отсутствие выдачи прогноза об аварийной ситуации.

Известы также устройства для выявления и классификации аварийных ситуаций, контролирующие временные параметры аналоговых сигналов, Недостатком данных устройств является отсутствие анализа динамики процессов, представляемых дискретными сигналами.

1714638

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для аварийно-предупредительной сигнализации, содержащее датчик, два элемента И, элемент ИЛИ, сигнализатор, два блока памяти, счетчик, блок синхронизации, соединенный одним выходом с другим входом первого элемента И. S данном устройстве реализуется селекция поступившего сигнала на кратковременный и длительный, но нет прогнозирования момента аварийной ситуации, В системах, характеризующихся случайными возмущениями и большими транспортными запаздываниями, например в поточно-транспортной системе углеобогатительных фабриках при работе с конвейерными датчиками схода ленты, заштыбовки и прочих, оно имеет низкую надежность.

Целью изобретения является повышение надежности устройства, Поставленная цель достигается тем, чтов устройство, содержащее датчик, блок синхронизации, элемент ИЛИ, два элемента И, два блока памяти, один счетчик, сигнализатор, введены третий, четвертый, пятый и шестой блоки памяти, второй счетчик, четыре блока сравнения, два арифметических блока, второй элемент ИЛИ и второй сигнализатор, выход датчика соединен с первыми входами второго счетчика и первого и второго блоков памяти и вторым входом первого элемента. И, выход которого подключен к первым входам первого и второго блоков сравнения и к первому входу первого счетчика, выход которого соединен с первым входом третьего блока памяти, выход которого подключен к первому входу первого арифметического блока, выход которого соединен с первым входом третьего блока сравнения, выход которого подключен к первому входу второго элемента И и к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго сигнализатора, выход первого блока памяти подключен к второму входу первого блока сравнения, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход второго блока памяти подключен к второму входу второго блока сравнения, выход которого соединен с вторыми входами второго элемента И и второго элемента ИЛИ, выход второго счетчика подключен к первому sxoду четвертого блока памяти, выход которого соединен с первым входом второго арифметического блока, выход которого подключен к первому входу четвертого блока сравнения, выход которого соединен с третьими входами второго элемента И и второго элемента ИЛИ, второй выход блока синхронизации подключен к вторым входам первого и второго счетчика, третьего и четвертого блоков памяти и первого и второго арифметических блоков, выходы пятого и шестого

5 блоков памяти соединены с вторыми входами соответственно третьего и четвертого блоков сравнения, вторые входы первого и второго блоков памяти, входы пятого и шестого блоков памяти и вход блока синхрони10 зации являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2—

15 временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.3 — алгоритм функционирования устройства.

Устройство для выявления аварийной ситуации содержит датчик 1 контролируе20 мого дискретного сигнала, блок 2 синхронизации с двумя выходами, первый элемент И

3, первый 4 и второй 5 блоки памяти, пятый

6 и шестой7 блоки памяти, счетчики 8 и 9, третий 10 и четвертый 11 блоки памяти (опе25 ративной), арифметические блоки 12 и 13, блоки 14-17 сравнения, второй элемент И

18, элементы ИЛИ 19 и 20, сигнализатор 21 аварийного состояния, сигнализатор 22 предаварийного состояния.

30 По входу 23 производится запуск блока

2 синхронизации, В блоке 4 памяти по входу

24 вводится от системы управления значение длительности m времени контроля аварийного сигнала.

35 В блок 5 памяти по входу 25 вводится максимально допустимое значение длитель-ности l вeр еeмMеeнHи пnрpеeд аeвeаaрpи йAнHоoг о o сcи г нHаeл аe, B блок 6 памяти по входу 26 вводится максимально допустимое интегрированное за

40 время Т значение длительности и времени срабатываний датчика 1 аварии.

В блок 7 памяти по входу 27 вводится максимально допустимое количество k срабатываний датчика 1 за время Т, 45

На фиг.2 представлены временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства: а — синхроимпульсы первого выхода блока 2 синхронизации, б — тактовые

50 импульсы блока синхронизации, в — сигналы на выходе датчика 1, r — промодулированный аварийный сигнал датчика на выходе первого элемента И 3, д — сигнал на выходе первого блока 14 сравнения, е — сигнал на

55 выходе второго блока 15 сравнения, ж— сигнал на выходе третьего блока 16 сравнения, з — сигнал на выходе четвертого блока

17 сравнения, и — еигнал на выходе второго элемента ИЛИ 20. к — сигнал на выходе второго элемента И 18, 1714638

При этом рассмотрены три случая А, Б и В: случай А, когда происходит периодическое срабатывание датчика на заданном интервале времени Т с изменением длительности импульса, случай Б, когда происходит периодическое срабатывание датчика с длительностью импульса, равной длительности тактового импульса на заданном интервале времени Т, случай В, когда происходят периодические кратковременные срабатывания датчика с длительностью импульса меньше тактового на заданном интервале времени, Устройство работает следующим о6разом, По сигналу от системы управления или от оператора по третьему входу запускается блок 2 синхронизации, который первым выходом (фиг,2а) выдает синхроимпульсы на второй вход первого элемента И 3, а вторым выходом (фиг,2б) тактовыми импульсами более низкой частоты синхронизирует работу счетчиков 8 и 9, блоков 10 и 11 памяти и блоков 12 и 13 сравнения . Сигнал с датчика

1 (фиг.2в) поступает на входы элемента И 3, блоков 4 и 5 памяти и счетчика 9. С выхода элемента И 3 (фиг,2г) сигнал в виде серии синхроимпупьсов поступает на входы первого 14 и второго 15 блоков сравнения, куда одновременно поступают сигналь) уставок от первого 4 и второго 5 блоков памяти.

Значения уставок сигналов, содержащихся в блоках памяти не являются постоянными и могут корректироваться по входам 24-27 оператором или автоматически, где значения уставок 1, m и и блоков 4, 5 и 6 соответствуют числам синхроим пульсов, выполняющих условие I < m < и.

Сигнал с датчика 1 (фиг.2в) поступает на первый вход элемента и 3. Длительность сигнала, пропорциональная количеству синхроимпульсов Х, далее сравнивается в первом блоке 14 сравнения с уставкой m блока 4 памяти, При значениях Х > m выдается с выхода блока 14 сравнения (фиг.2д, случай А) аварийный сигнал, поступающий на второй вход первого элемента ИЛИ 19 и далее на первый сигнализатор 21. При значениях длительности сигнала датчика Х > I второй блок 15 сравнения (фиг.2е) выдает сигнал, который поступает на вторые входы элементов И 18 и ИЛИ 20. где последний пропускает сигнал на второй сигнализатор

22.

Одновременно серия импульсов с выхода элемента И 3 поступает на первый вход счетчика 8, в котором происходят суммирование их за такт и передача через блок 10 оперативной памяти на арифметический блок 12, где происходит суммирование количества импульсов, прошедших за время Т через скользящий интервал Л1, равный такту блока синхронизации

5 (-.Х (A t r ) + Хг (Л И ) +... +

+ Х1 (A t) ). — Х1 (h, t1 ), 10

Т те.g х= х(лс) — xi(hr).

1 1

15 Период Т и тактовый Ь t импульс синхронизации устанавливают исходя из инерционности контролируемой системы данным датчиком.

Арифметический блок 12 потактно вы20 дает суммарное количество синхроимпульт сов, » Х в третий блок 16 сравнения, где

1 происходит сравнение с уставкой и блока 6

П памяти. При выполнении условия Х > n на выходе блока 16 сравнения (фиг.2ж) появляется сигнал, поступающий на первые входы элемента И 18 и элемента ИЛИ 20, 30 последний пропускает сигнал на второй сигнализатор 22 предаварийного состояния.

Возможны случаи, когда п.роисходит частное кратковременное срабатывание датчика 1 за установленный период времени Т, 35 Это учитывается второй цепочкой, состоящей из второго счетчика 9, блока 11 оперативной памяти, второго арифметического блока 13, реализующего вычисление т т

40, », К = g К (Л 1; ) — К1 (Л t1 ), где К вЂ” коли1 1 чество срабатываний датчика за период Т, и четвертого блока 17 сравнения, выдающего сигнал при выполнении условия К > k на

45 1 третьи входы элемента И 18 и элемента ИЛИ

20 (фиг.2з), далее последний и ро пускает сигнал на сигнализатор 22, Устройство, обрабатывая одновремен50 но сигнал датчика во всех четырех блоках сравнения, выдает при наличии любого из них на выходах блоков 15 — 17 через элемент

ИЛИ 20 на второй сигнализатор 22 сигнал предаварийного состояния. При наличии

55 сигнала на выходе блока 14 или одновременно на всех входах элемента И 18 (фиг.2к) выдается сигнал с элемента ИЛИ 19 на первый сигнализатор 21 аварийного состояния.

Таким образом, устройство позволяет диагностировать дискретный сигнал датчи1714638 ка по длительности, отфильтровать от случайных срабатываний, не загрубляя при этом его чувствительность, а также прогнозировать ситуацию на аварийную, требующую оперативного принятия решения автоматизированной системой или оператором, и на предаварийную, когда без отключения механизма принимается решение о предотвращении возникающей аварийной ситуации.

Формула изобретения

Устройство для выявления аварийной ситуации, содержащее блок синхронизации, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй элемент И, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого сигнализатора, первый счетчик, первый и второй блоки памяти идатчик, отл ича ю щеес я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены третий; четвертый, пятый и шестой блоки памяти, второй счетчик, четыре блока сравнения, два арифметических блока, второй элемент

ИЛИ и второй сигнализатор, выход датчика соединен с первыми входами второго счетчика и первого и второго блоков памяти и с вторым входом первого элемента И. выход которого подключен к первым входам первогo и второго блоков сравнения и к первому входу первого счетчика, выход которого соединен с первым входом третьего блока памяти, выход которого подключен к первому входу первого арифметического блока. выход которого соединен с первым входом третьего блока сравнения, выход которого подключен к первому входу второго элемен5 та И и к первому входу второго элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом второго сигнализатора. выход первого бло а памяти подключен к второму входу первого блока сравнения, выход которого

10 соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход второго блока памяти подключен к второму входу второго блока сравнения, выход которого соединен с вторыми входами второго элемента И и второго

15 элемента ИЛИ, выход второго счетчика подключен к первому входу четвертого блока памяти, выход которого соединен с первым входом второго арифметического блока, выход которого подключен к первому входу

20 четвертого блока сравнения, выход которого соединен с третьими входами второго элемента И и второго элемента ИЛИ, второй выход блока синхронизации подключен к вторым входам первого и второго счетчиков, 25 третьего и четвертого блоков памяти и первого и второго арифметических блоков, выходы пятого и шестого блоков памяти соединены с вторыми входами соответственно третьего и четвертого блоков сравне30 ния, вторые входы первого и второго блоков памяти, входы пятого и шестого блоков памяти и вход блока синхронизации являются соответственно первым, вторым, третьим, четвертым и пятым входами устройства.

1714638

1714638

Составитель B,Øâå÷èêoâ

Техред M,Моргентал Корректор М.Шароши

Редактор И.Горная

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород. ул,Гагарина, 101

Заказ 696 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5