Устройство для контроля параметров

 

Союз Советск их

Социалистическнх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Iiii 734723 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03, 10,77(21) 2529915/18-24 (5l)M. Кл.

G 06 F 15/46

605 Н 23/02 с присоединением заявки,%

Гвсудврстввииый квинтет

СССР (23) Приоритетпо делает изобретений н открытий

Опубликовано 15,05.80, Бюллетень ¹| 8

Дата опубликования описания 20, 05. 80 (53 ) Уд К 621. 3 96..: (088.8) (72) Авторы изобретения

А. А, Семенов и П. А. Панин (71) Заявитель

Пензенский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к области контрольно-измеритапьной техники и может быть использовано для автоматического контроля и измерения в цифровом виде параметров промышленных установок.

Известно устройство, содержащее датчики, нормализуюшие блоки, коммутаторы, аналого-цифровой преобразователь, блок задания уставок, блок обнаружения отклонений, блок регистрации tlj.

Недостатком этого устройства является большое время обнаружения отклонений, низкая надежность и сложность при использовании прецизионных комму15 таторов, построенных на контактных элементах, и малая точность — при использовании коммутаторов, построенных на аналоговых электронных ключах.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для контроля параметров, содержащее датчики, соединенные через нормализуюшие блоки с входами коммутатора, выход которого соединен с входом цифроачалогового преобразователя и с первым входом блока обнаружения отклонений — блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока задания программы, а выход — с выходиым коммутатором, выходы которого соединены с узпом блокировки и сигнализации, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с блоком регистрации, а блок управления - с управляющими входами коммутаторов и с входс,м программного блока (21.

Недостатком такого устройства является большое время обнаружения отклонений и низкая надежность. Такое построение устройства, которое сочетает в себе измерение параметров в цифровом виде и сравнение с уставками, задаваемыми в аналоговом виде, требует наличия прецизионных аналоговых коммутаторов для подключения сигналов с датчиков и уставок к блоку обнаружения отклонений. Однако построение коммутаторов на контактных эпементах ограничивает быстродействие устройства и снижает его надежность. Построение коммутаторов на электронных аналоговых ключах снижает точность контроля

H R разброса и нестабильности, характеристик ключей коммутаторов. Кроме того, использование нескольких прецизионных коммутаторов усложняет устройство.

Целью изобретения является увеличение быстродействия и точности устройства, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля параметров, содержешее блок памяти, выход которого подключен ко входу узла блокировки и сигнализации, блоки сравнения, датчики, выходы которых подключены ко входам нормализуюших блоков, коммутатор, выход которого через последовательно соединенные дифференциатор и первый элемент И подключен ко входу блока регистрации, и счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, первый выход— со входом цифроаналогового преобразователя и со вторым входом первого элемента И, е второй выход — с первым и вторым входами блока управления, третий вход которого соединен со вторым выходом генератора импульсов, а первый и второй выходы — с управляющими входами коммутатора, введены второй элемент

И, формирователь импульсов опорного напряжения и сумматоры, первые входы ко- торых соединены с выходом цифроаналогового преобразователя, а вторые входы— с соответствующими выходами формирователя импульсов опорного напряжения, третий выход блока управления подключен к управляюшему входу формирователя импульсов опорного напряжения и ко входу сброса счетчика импульсов, выходы сумматоров соединены с первыми входами соответствуюших блоков сравнения, вторые входы которых подключены к выходам нормелизуюших блоков, а выходык информационным входам коммутатора, соединенного выходом с первым входом второго элементе И, второй вход которого подключен ко второму выходу блока управления, а выход- ко входу блока памяти.

Не фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства не фиг. 2— временные диаграммы, поясняюшие его работу, Устройство содержит датчики 1, нормализуюп!и» Й1оки 2, Й1оки сравнения 3, 723 Д коммутатор 4, дифференциатор 5, первый

6 и второй 7 элементы И, блок регистрации 8, блок памяти 9, узел блокировки и сигнализации 10, сумматоры 11 с рсгулируемыми весовыми коэффициентами, состояшие из операционных усилителей

l2, резисторов 13 и потенциометров задания уставок 14, 14 ... 14, формирователь импульсов опорного напряже1о ния 15, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 16, счетчик импульсов 17, генератор импульсов 18, обший узел управления 19 с выходами 20, 21 и узлы 22 и 23 управления коммутатором, причем

15 узлы 19,22 и 23 образуют блок управления 24.

В устройстве количество параметров контроля равно Ю каждый из параметров сравнивается с К уставками; параметры

2о преобразуют в код л<етодом развертываюшего уравновешивания; количество шагов преобразования равно И

Устройство работает следующим образом.

С выхода генератора 18 на вход счег чика 17 с полным циклом пересчета, равньгм И, поступают тактовые сигналы

И1 (см. фиг. 2,Q). EIo окончании каждого полного цикла пересчета счетчика 17 на вход узла 19 поступает импульс переноса (фиг. 2,6 ). С выходов 20, 21 поступают сигналы "Разрешение контроля" P.ÊÎÍÒÐ, (см. фиг. 2,8 ) и "Разрешение измерения" P.ÈÇÌ, (см, фиг. 2, ). - С приходом на вход узла 19 сигнала переноса с выхода счетчика 17 выдается сигнал P.ÊÎÍÒÐ. и снимается сигнал

P.È3Ì. Сигнал P.ÊÎÍÒÐ поступает на сброс счетчика 17 и в течение контроля

4О счетчик находится в сброшенном состоянии. Период работы счетчика равен

T= Т, + T (К и) zT, где gT — длительность одного такта (см. фиг. 2, );

45 длительность контроля:

Тй — длительность измерения.

В течение этого времени ° в устройстве происходит: а) при появлении сигнала

Р.KGHTP. — сравнение каждого из параметров с уставкеми б) при появлении сигнала Р, ИЗМ. — преобразование одного из параметров в код. При появлении сигнала Р.КОНТР. с выходов формирователя 15 поступают импульсные сигналы U4, 0,0, (фиг. 2,д ). Индексы означают номера тактов контроля. АмплиТ5 Ab1 HMlIQJIbc0B PAE3lkbI опоРном 11епРЯ1 жению Uor1 . Сигналь» Uy, Ug,..., Ug посту784723

11КОде1 блоков и поступает нлпряжеlпlе

Ра- е".1 Up,;3K KlK ко-фЧHI " передасЕИ с-- „.м;Етороri 1 1 lr0 входам которым подклю iB» 11ЛП, раген 1".

Прц цзм."ренцц коммуетатор 4 управля "тся узлом 23 (!1;i управляюЕШ1ец вход блока пос.тупаст сигнал P. ИЗЕЙ е. ) . .В течс ние времени цзм=.репця Т узап 28 настраивает коммутатор на адрес, IIQ которому Ocylt ествляется преобразование

ОчередногD парале тра B кОда 1а том шаг p. преобразоваепЕЯ, На K0TopoI I напряженке развертки пересекает уровень напряжения, посту паюшего с выхода соответствуюшего датчика 1, на выходе дцффере1шцатора 5 появляется с11гнал ц результат преобразованця (соответствуюшцй код с выхода счетчика 17) через элемеегт И б поступает в блок регцстраЕецц 8.

Предлагаелеое устройство отличается от прототипа, тяк как такое IiocTpoBrHHB устройств" сочетспошее в себе цзм"ранце параметров в цифровом виде и сравнение EIK с уставкамц„которые задают ся в аналоговом вцд": путем регулирования BBcOBbLx коэффициентов сумматоров (регупцрованцем соответствуюшцх потенциометров задя11ця уставок), позволяет обойт;Есь оез цспоееьзованця прецизионных aHwOIOBbсх коммутаторов. Б устройстве пспопьзуется комл1угатор двухпозициоЕеееых сце ееъесв уровн."-.й логических

0 и J. IIÎCTpOBHHbIil Hli логцческои элеме1ггной Саз" и обладаюшпй бопьшой надежностью переключений ц быстродействием. Если использовани= колемутаторОв посте30енньех H, . .контяктЕеессх элелЕееетах ограничивает надежность и быстродействие устройств автоматического конгрсмея, а коммутаторов, построенных на аналоговых электронных ключах — точность контPOriSr, T0 ПРИМЕНЕНИЕ ЛОГЦЧЕСКОй СХЕМЫ коммутации (прц cOKpaHBHEIEI аналогового способа задания уставок) приводит к сушественному повышенц.о точности, надежности и быстродействия. КролЕе того, нет необходимости испоееьзован1ея раздельных колЕмутаторов для подключеЕееея паралеетров ц уставок к блоку Обнарух(ения отклонений, а в устройстве цс пользуBTCiI ОДЕ(И КОМЛЕУТНТОЕ3* г TО E1PH BOUGHT К упрошенцю устройства.

El rEcYI Hа 13хОде 1 су мматОрОВ 1 1 Гак как

B Э ГИ МОМ .HTbl ВПЕМЕНИ 1ЕаПРЯЖ ЕЦЦ Brr поступаюшее с выхода 11АП 16, равно нулю (UMI преобразует код с выхода счетчика 17 в напряжение, а прц конт- 5 ропе в счетчике, хранится нулевой код), то напряжение на выходах сумматоров 11

Ir будет равно О = сА U

Е 4 1 1=1

10 ф О B м у а

Ц З O t3 g- : T Е li H Я R где с3с = — — коэффициенты передачи сум1 маторов 11 по Е -ым входам (весовые коэффициенты), О . — импульсь опорного напряже4 ния 4 -го такта контроля. 15

На каждый параметр контроля приходится один сумматор 11, а уставки 0.5, .U

Uче, для этого параметра задают регулировкой соответствуеоших потенциометров 14Е,14,,14Ес сумматоров таким об- 20 разом, чтобы с -10„= 1 чу "д .е(1ек е-ечк

Таким образом, при появлении сигнала

Р.КОНТР. на 1, 2..., к тактах контроля с выходов сумматоров 11 на входы блоков 3 поступают напряжения, равные соответственно уставкам (1.1<, 1 „,..., Ц (см фиг. 2,зк ).

Работой коммутатора 4 при контроле управляет узел 22 (на Bio управляюший вход поступает .сигнал Р.КОНТР. ). Так ,как результаты сравнения параметров с уставками поступают с выходов блоков

3 в виде двухпозиционных сигналов уровней логических "О" и l" то коммутатор 4 строится на логической элементной базе и обладает высоким быстродействием. Узел 22 в моменты времени е приведенные на фиг. 2,®, последовательно настраивает коммутатор 2 на различные адреса контроля с частотой сигна40 лов, поступаюших с второго выхода генератора 18. При отклонении параметров

От нормы на управляеоший вход элемента И 7 поступают сигналы сравнения уровня логической 1 . При этом с выи н 45 хода узла 22 через элемент И 7 в блок

9 и узел 10 проходят адреса параметPOB KOHTPOIIEIa ВЫШЕДШИХ ИЗ НОРМЫ

По окончании контроля с выхода узла

19 поступает сигнал Р. ИЗМ. и счетчик

17 начинает пересчет импульсов Иl.

ЦАП преобразует последовательность кодов, поступаюших с выхода счетчика 17 в напряжение развертки Up (cII. фиг.28).

В эти моменты времени с выходов формирователя 15 на входы сумматоров 11 поступают напряжения, равные нулю.

Поэтому с выходов су.лматоров 1 1 на

УстРОйсгво д ея ко .ЕтеоеЕЯ EEBIr EMBTPoBrr

СОДЕ13ЖсЭ1йЕЕ ОЛОК ППМЯ Е Ц Р ХOri 1"ОТОРО— го Е10ДК ЕКЕЧ ЯН Ко ЕЗХОДу:Ела бЕ10KIE pQ!31 H

И ГЕЕГНапиэаццц„б. ЕОКИ Cp, r",ll. r!l !> д:: Е 1ц—

7 734723 8 ки, выходы которых подключены ко вхо- ды» с соответствующими выходами фордам нормапизуюших блоков, коммутатор, мирователя импульсов опорного напряжевыход которого через последовательно ния, третий выход блока управления подсоединенные дифференцнатор и первый ключен к управпяющему входу фо входу формироваэлемент И подключен ко входу блока теля импульсов опорного напряжения и регистрации, и счетчик импульсов, счет ко входу сброса счетчика импульсов, ный вход которого соединен с первым выходы сумматоров соединены с первывыходом генератора импульсов, первый ми входами соответствующих блоков сраввыход — со входом цифроанапогового нения, вторые входы которых подключены преобразователя и со вторым входом о к выходам нормализуюших блоков, а вы, первого элемента И, а второй выход — ходы — к информационным входам коммус первым и вторым входамп блока управ- татора, соединенногл выходом с первым ления, третий вход которого соединен со входом второго элемента И, второй вторым выходом генератора импульсов, вход которого подключен ко второму а первый и второй выходы - с управ- >> выходу блока управления, а выход — ко ляюшими входами коммутатора, о т л и- входу блока памяти.

\ ч а ю щ е е с я тем, что с целью. уве- Источники информации

I личения быстродействия и точности уст- принятые во внимание при экспертизе ройства, в него введены второй элемент 1. Авторское свидетельство СССР

И, формирователь импульсов опорного 2О 4 368610, кл. 606 F 15/46, 1971. напряжения и сумматоры, первые входы 2. Шенброт И. М. Машины централикоторых соединены с выходом цифроана- зованного контроля, M., Энергия", 1966, логового преобразователя, а вторые вхо- рис. 2 (прототип) °

73 1723 г125

Кlr0emp

8 сии

v, П е и<

Р ут 0

Vyp.

Составитель В. дианов

Редактор Н. Каменская Техред Н. Ковалева Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2090/52 Тираж 751 Под пис ное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,