Многоканальное измерительноеустройство

 

/ .1

В.Б. Вербова, Ю.Д. Нечаев и A.Â. Тупицин., /

t сД р,, Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по автоматизации предприятий промышленности строительных материалов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОИСТВО

Изобретение относится к устройствам контроля и оценки текущего состояния объекта и используется в промышленности строительных материалов в составе автоматизированных систем управления технологическими процессами, систем диагностики состояния технологического оборудования и др., включающих человека-оператора, а также может быть использовано в других отраслях промышленности в составе автоматиэировайных систем управления непрерывными технологическими процессами и агрегатами, контроль которых осуществляется, по многим параметрам.

Известно устройство, которое является многоканальным и содержит ряд преобразователей спорадического контроля, количество которых соответствует числу контролируемых параметров объекта и генератора запрашивающего напряжения, сигнал которого одновременно подается на компенсирующие входы всех преобразователей спорадического контроля, Преобразователи спорадического контроля содержат нуль-орган, на входы которого поданы выходные сигналы первичного преобразователя, генератора запрашивающего напряжения и устройства задания постоянной уставки. Выходной релейный сигнал нуль-органа фиксируется световым табло, а цифровая информация регистрируется в ячейках памяти °

В данном устройстве устанавливается значение постоянной уставки и по величине запрашивающего напряжения регистрируется в процентах величина недохода или выхода измеряемого параметра за зту уставку. Использование такого устройства существенно облегчает труд оператора (1).

Однако для объектов (процессов) номинальные значения параметров, а также пределы допустимых значений параметров которых меняются в процессе управления, предлагаемое устройство имеет ограниченные возможности и не обеспечивает требуемую надежность контроля

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является многоканальное измерительное устройство, содержащее генератор ступенчатонарастающего напряжения, выход которого соединен с первыми входами информационных каналов, каждый из которых выполнен на преобразователе спорадического контроля, выходы ко832573

Цель изобретения — расширение 1 функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен блок задания цикла контроля, вход которого подключен к выходу генератора ступенчато-нарастающего напряжения, а выход соединен со вторыми входами информационных каналов, второй и третий выходы счетчика нарастающего напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами каждого информационного сигнала, в каждом информационном канале введены блок управления и узел блокировки, первый и второй входы блока управления подключены соответственно к первому и второму входам информационного канала, первые выходы блока управления соединены с первыми входами преобразователя спорадического контроля, второй вход которого подключен к объекту измерения, выходы преобразователя спорадического контроля подключены к первым входам узла блокировки и к третьим входам блока управления, вторые входы которого соединены со вторыми входами узла блокировки, выход узла блокировки подключен ко входу счетчика ступеней нарастающего напяржения, в преобразователь спорадического контроля введены нуль-индикаторы, задатчик величины допустимого отклонения, задатчик номинального значения параметра, блок масштабирования, блок суммирования и блок вычитания, первые входы преобразователя спорадического контроля соединены с первыми входами блока масштабирования, ко второму входу которого подключен задатчик величины допустимого отклонения, выход блока масштабирования соединен с первыми входами блока суммирования и блока вычитания, выход эадатчика номинального значения параметра соединен со вторыми входами блока суммирования и блока вычитания, .выходы которых подключены к первым

Входам соответствующи:: нуль-индикаторов, вторые входы которых соединены с первым входом преобразователя спорадического контроля, выходы нуль-индикаторов подключены к соответствующим выходам преооразователя спорадического контроля, узел блокировки выполнен на элементах И, ИЛИ, первые входы узла блОкировки подклюторого подключены к сигнальным табло, на счетчике количества ступеней нарастающего напряжения, первый выход которого соединен со входом цифрового индикатора (2).

Недостатком известного устройства является отсутствиЕ возможности изменения пределов измерения параметров, что ограничивает функциональные воэможности устройства. чены к первым входам первых элементов И и ИЛИ, один второй вход соединен со вторыми входами первых элементов И, другой второй выход узла блокировки подключен к первому входу второго элемента И, вторые входы которого соединены с выходами первых элементов ИЛИ, выходы первых и второго элементов И подключены к соответстующим входам второго элемента

ИЛИ, выход которого соединен с выходом узла блокировки, блок управления выполнен на элементе сравнения и .цвух ключах, первый вход блока управления соединен с первыми входами первого и второго ключей, второй

15 вход блока управления подключен к первому входу элемента сравнения, выходы которого соединены со вторыми входами соответствующих ключей и со вторыми выходами блока управле2О ния, выходы ключей соединены с первымн выходами блока управления, третьи входы которого подключены ко вторым входами элемента сравнения.

На чертеже представлена схема ус25

Устройство содержит преобразователь 1 спорадического контроля, генератор 2 ступенчато-нарастающего напряжения, узел 3 блокировки, блок

4 управления, счетчик 5 количества ступеней нарастающего вапряжения, цифровой индикатор 6, блок 7 задания цикла контроля, табло 8 и 9, задатчик 10 величины допустимого отклонения, блок 11 масштабирования, задатчик 12 номинального значения параметра, блок 13 суммирования, блок

14 вычитания, нуль-органы 15 и 16, ключи 17 и 18, блок 19 сравнения, предназначенный для выбора направле40 ния изменения зоны допуска, первые элементы И 20 и 21, второй элемент

И 22, второй элемент ИЛИ 23, первые элементы ИЛИ 24 и 25 рукоятку 26 запроса.

Устройство Работает следующим образом.

Рассмотрим работу многоканального устройства контроля состояния объекта на примере работы устройства опеРативной оценки, составляющего один канал многоканального измерительного устройства. Работа остальных каналов аналогична.

В исходном положении оператор с помощью эадатчика 12 задает номинальное (оптимальное для данного режима работы объекта) значение (U>) контролируемого параметра, текущее значение которого с первичного преобразователя объекта подается на входы бО нуль-органов 15 и 16. С помощью задатчика 10 задается величина допустимого для данного режима объекта отклонения параметра. На выходе блока

11 масштабирования и формирования б5 зоны допусков 11 вырабатывается сигнал

832573

Таким образом, предложенная схема, расширяя функциональные возможности устройства, позволяет повысить надежность контроля. отклонения (й), который подается на входы суммирующего 13 и вычитающего

14 блоков. На выходе суммирующего блока 13 вырабатывается сигнал U„+ соответствующий верхней границе зоны допусков, а на выходе вычитающего блока 14 вырабатывается сигнал

Uö- л, соответствующий нижней границе зоны допусков. Выходной сигнал генератора 2 ступенчатого напряжения равен нулю.

Далее возможны три случая: измеряемый параметр U„ находится в пре.делах зоны допусков Us-d(U (Utt+л; измеряемый параметр Ux вышел на верхнюю границу зоны допусков ()х> Бн +й и измеряемый параметр Ux вышел на ниж- 15 нюю границу зоны допусков U (U>-ü.

Если измеряемый параметр находится в пределах зоны допусков, на обоих выхбдах преобразователя 1 спорадического контроля вырабатываются сиг- 20 налы 0 и сигнальные табло не горят, Элемент 19 выбора направления изме- нения зоны допусков, при наличии нулевых сигналов на обоих входах выбора режима устанавливается в инвер- 21 сное состояние и открывает ключ 18.

Оператор вручную с помощью рукоятки

26 запроса или автоматически запускает генератор 2 ступенчато-нарастающего напряжения. При этом выходным 30 сигналом блока 7 задания цикла контроля устанавливается в нуль содержимое счетчика 5 количества ступеней напряжения и блокируется состояние устройства 19 выбора направления изменения зоны допусков на все время одного цикла контроля. Сигналы логического 0 с обоих выходов преобразователя 1 спорадического контроля, поданные через элементы ИЛИ

24 и 25 на входы элемента И 22, и 40 сигнал 1 с инверсного выхода блока 19, поданный на третий вход этого элемента и, снимают сигнал блокировки со счетного входа счетчика 5. Сигнал ступенчатого напряжения 4 через открытый ключ 18 поступает на второй вход блока 11 масштабирования и формирования зоны допусков. По мере нарастания запрашивающего напряжения счетчик 5 считает количество его ступеней, а величина допустимого отклонения (d) на входе блока 13 пропорционально уменьшается. Происходит сужение зоны допусков до тех пор, пока значение контролируемого 55 параметра U не совпадет с верхней или нижней границей зоны. Допустим, что параметр совпал с верхней границей сужаемой зоны. Срабатывает нуль-орган 15, загорается сигнальное табло 9, сигнализирующее, что пара- 60 метр вышел за верхнюю границу зоны.

Появление сигнала 1 на выходе нуль-органа 15, через инвертор 25, элемент И 22 и элемент ИЛИ 23 блокирует счетный вход счетчика 5. В счет- 65 чике 5 зафиксируется величина недохода параметра до зоны допусков, .которая в цифровом виде представляется оператору на индикаторе 6. Появление сигнала 1 на выходе нуль-органа

15, поступая на вход выбора режима устройства 19, не меняет его состояния, так как оно заблокировано по управляющему входу на время одного цикла контроля. Сигнал блокировки элемента 19 снимается при возвраще нии ручки 26 запроса в нулевое положение, а также при равенстве нулю напряжения на выходе генератора 2.

Если параметр Ux вышел за верхнюю или нижнюю границы зоны допусков, то появляется сигнал 1 на выходе соответсвенно нуль-органа 15 и

16. Предположим, что параметр вышел за нижнюю границу зоны и сработал нуль-орган 16. При этом загорелось сигнальное табло 8, Элемент 19 выбора направления изменения зоны допусков по второму входу выбора режима изменит свое состояние и на его пряtt II мом выходе установится сигнал 1

При этом ключ 17 откроется, а ключ

18 закроется. Наличие сигнала 1 на выходе элемента И 21 снимает.блокировку со счетного входа счетчика

5. Человек-оператор вручную или автоматически эапускае г генератор 2 ступенчато-нарастающего напряжения.

При этом выходной сигнал блока 7 за". дайия цикла контроля сбрасывает в. нуль содержимое счетчика 5 и блокирует состояние устройства 19 на все время одного цикла контроля. Напряжение поступает на первый вход блока

11 масштабирования и формирования зоны допусков.По мере нарастания напряжения счетчик 5 считает количество его ступеней,а величина допустимого отклонения (d) на выходе блока 13 пропорционально увеличивается. Происходит расширение эоны допусков до тех пор, пока значение контролируемого параметра не совпадает с нижней границей зоны. При этом на выходе нульоргана 16 появится сигнал 0 .

Сигнальное табло 8 погаснет и на выходе элемента И 21 появится сигнал 0 блокирующий счетный вход счетчика 5. В счетчике 5 зафиксируется величина отклонения за нижнюю границу эоны, которая в цифровом виде представляется оператору на индикаторе 6. При выходе контролируемого параметра Ux за верхнюю границу зоны допусков устройство работает аналогично. В этом случае блокировка счетного входа счетчика 5 осуществляется через элемент И 20.

832573

Формула изобретения

1. Многоканальное измерительное устройство, содержащее генератор ступенчато-нарастающего напряжения, выход которого соединен с первыми вхо5 дами информационных каналов, каждый из которых выполнен на преобразование спорадического контроля, выходы которого подключены к сигнальным табло, на счетчике количества ступеней нарастающего напряжения, первый выход которого соединен со входом цифрового индикатора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введен блок задания цикла контроля, вход которого подключен к выходу генератора ступенчатонарастающего напряжения, а выход соединен со вторыми входами информаци- онных каналов, второй и третий выхо- 2О ды счетчика нарастающего напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами каждого информационного канала, в каждом информационном канале. введены блок управления 71 и узел блокировки, первый и второй входы блока управления подключенысоответственно к первому и второму входам информационного канала, пер-. вые выходы блока управления соедине- 3U ны с первыми входами преобразователя спорадического контроля, второй вход которого подключен ко входу устройства, выходы преобразователя спорадического контроля подключены к первым входам узла блокировки и к третьим входам блока управления, вторые выходы которого соединены со вторыми входами узла блокировки, выход узла блокировки подключен ко входу счетчика ступеней нарастающего на- 40 пряжения.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в преобразователь спорадического контроля введены нуль-индикаторы, задатчик величины допустимого отклонения, задатчик номинального значения параметра, блок масштабирования, блок суммирования и блок Вычитания, первые входы преобразователя спорадического контроля соединены с первыми входами блока масштабирования, ко второму входу которого подключен задатчик величины допустимого отклонения, выход блока масштабирования соединен с первыми входами блока суммирования и блока вычитания, выход задатчика номинального значения параметра соединен со вторыми входами блока суммирования и блока вычитания, выходы которых подключены к первым входам соответствующих нуль-индикаторов, вторые входы которых соединены с первым входом преобразователя спорадического контроля, выходы нуль-индикаторов подключены к соответствующим выходам преобразователя спорадического контроля °

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что узел блокировки выполнен на элементах И, ИЛИ. первые входы узла блокировки подключены к первым входам первых элементов И и ИЛИ, один второй вход соединен со вторыми входами первых элементов И, другой второй вход узла блокировки подключен к первому входу элемента И, вторые входы которого соединены с выходами первых элементов

ИЛИ, выходы первых и второго элементов И подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом узла блокировки.

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен на элементе сравнения и двух ключах, первый вход блока управления соединен с первыми входами первого и второго ключей, второй вход блока управления подключен к первому входу элемента сравнения, выходы которого соединены со вторыми входами соответствующих ключей и со вторыми выходами блока управления, выходы ключей соединены с первыми выходами . блока управления, третьи входы которого подключены ко вторым входам элемента сравнения.

Источники информаци принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 190236, кл. G 08 С 25/04.

2. Приборы и системы управления

9 4, 1970, с. 26 (прототип).

8 3 2 ") 7 3

Редактор С. Патрушева

Заказ 3334/38

Филиал 1111П 11атен,: . Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Лысенко

Тсхред С. Мигунова Корректор С. Щомак

Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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