Устройство для контроля технологических параметров

 

(iii954951

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистические

Рес убл (6I ) Дополнительное к авт. санд-ву— (22)Заявлено 09.09.80 (21) 3001859/18-24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 05 B 23/02

G 06 F 15/46

9эоудайстеенный комнтет

СССР вв делом нзобуетений и открытий

{53) УДК621.396 (088.8) Опубликовано 30. 08. 82. Бюллетень,% 32

Дата опубликования описания 30 .08 . 82

M.À. Коновалов,. В.К. Костин, l0.С. Легович и,A.È. Фрадкин

Ордена Ленина институт проблем управле я, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПАРАИЕТРОВ .

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к техническим средствам контроля и управления, и может быть ис- пользовано для оперативного представления информации оператору на пуль5 тах управления в АСУ ТП, системах централизованного контроля и пультах управления автоматизированным экспериментом, например, для контроля рабо- 1о ты загрузочных устройств и поведения конструкции при прочностных испытаниях авиационных конструкций.

Известно устройство для контроля технологических параметров, использу- g емое на пульте управления в АСУ ТП и системе централизованного контроля, которое содержит видеоконтрольное устройство с генераторами строчной и кадровой развертки, соединенное с 10

У блоком уп ра еле ни я, блоком формирования компенсирующего напряжения и через блок формирования отрезков и нуль орган с коммутатором, соединенным с

2 выходами блока эталонных сигналов, блока вызова параметров и с входом аналого-цифрового преобразователя, другой вход которого соединен с выхо дом блока вызова параметров, а выхо" ды аналого-цифрового преобразователя соединены с входами блока формирования цифр и блока формирования отрезков, блок управления соединен с бло ком вызова параметра и генератором тактовых импульсов, блок формирования компрессируюещго напря" жения соединен с входом нуль-органа, а выход блока формирования цифр соединен с входом смесителя видеоконтрольного устройства (1) .

Недостатком указанного устройства является низкая точность (+33 при визуальном считывании информации), являющаяся следствием того, что преобразование входной величйны в отображаемый,параметр осуществляется с использованием аналоговых элементов таких, как генератор компенсирующего линейностью и нестабильностью их характеристик.

Кроме того, оператор вынужден шенную утомляемость оператора и не обеспечивает быстрого и точного считывания информации. Это вносит дополнительную субъективную ошибку в работу устройства, еще более снижая

его точность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее коммутатор, входы которого подключены к выходам нормиду аналого-цифрового преобразователя, многоканальный промежуточный преобразователь, каждый из каналов которого и элемент И. Первые входы регистров всех каналов подключены к третьему выходу блока управления, вторые входы - к выходу аналого-цифрового преобразователя, а третьи входы служат для приема входной информации в цифР 35 ровой форме. Выходы элементов И .всех каналов подключены к соответствующим первым входам формирователя сигнала, выход которого подключен к входу блока визуального отображения информации. Первый выход блока синхронизации подключен к входу блока управления, второй выход через функциональ" ный преобразователь соединен с вторыми входами элементов сравнения, тре43 тий выход блока синхронизации подключен к вторым входам триггеров, четвертый выход через формирователь интервалов времени соединен с вторыми входами элементов И., пятый выход через масштабирующий блок - с вторым входом формирователя сигнала. Шестой выход блока синхронизации соединен с входом блока визуального отображения информации, выходы .:которого соединены с входами блока синхронизации f2), Недостатком такого устрэйствз является то, что вывод измерительной информации возможен только на экран, 3 954951 ф напряжения, нуль-орган, источник черно-.белого видеоконтрольного устэталонного напряжения, которым прису- ройства. Вследствие этого отсутствует щи большие погрешности, вызванные не- воэможность дополнительного кодирования цветом отображаемой измерительной информации при группировании параметров по агрегатно-модульному, постоянно работать с визирной линией функционально-технологическому или на экране устройства, контролируя и . другому признаку. В то же время инрегулируя процесс, что вызывает повы- ° женерно-психологические исследования

10 подтверждают : эффективность группирования параметров по одному из признаков с присвоением группе соответствурщего цветового кода для повышения" наглядности, скорости считывания и

1S повышения пропускной способности че-, ловека-оператора. В черно-белом видеоконтрольном устройстве для тех же целей приходится прибегать к буквенноцифровым обозначениям, что затруднярующих усилителей, а выход -. к входу 20 ет и замедляет процесс считывания аналого-цифрового преобразователя, измерительной инФормации. Кроме этоблок управления, первый выход которо- ro, выделение параметра, вышедшего

ro подключен к второму входу коммута- эа пределы допустимых значений, в тора, а второй выход - к второму вхо- таком устройстве осуществляется мига33 нием соответствующего параметра, что также затрудняет восприятие и снижает точность считывания количественного содержит последовательно соединенные значения данного параметра. регистр, элемент сравнения, триггер Цель изобретения - повишение точ30 ности и надежности устройства за счет цветового кодирования групп отобра.жаемых параметров и цветового выделения параметров, вышедших за пределы допустимых .значений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля технологических параметров, содержащее блок синхронизации, первый выход кОторого связан с первым входом блока управления, первый формирователь сигналов и последовательно соединенные блок нормализаторов, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь и многоканаль- . ный промежуточный преооразователь цифровой информации, каждый канал ко торого состоит из последовательно: включенных регистра, первого we,мента сравнения, первого триггера и первого элемента И; первые входы первого формирователя сигналов соединены с выходами первых элементов И, а выход - с первым входом блока индикации, первые входы регистров подключены к входу многоканального промежуточного преобразователя цифровой информации, второй выход блока синхронизации через функциональный преобразователь соединен с вторыми входами первых элементов сравнения, третий

95495 выход - с вторым входом каждого первого триггера, четвертый выход через формирователь интервалов времени - с вторым входом каждого первого элемента И, пятый выход через масштаби- 5 рующий блок - с вторым входом первого формирователя сигналов, а шестой выход - с вторым входом блока индикации ° выхОд кОтОрОгО связан с ВХОДОМ . блока синхронизации, причем второй вход блока управления подключен к выходу задатчика допустимых значений, первый, второй и третий выходы блока. управления соединены соответственно с вторыми входами коммутатора, аналого-цифрового преобразователя и каждого регистра, дополнительно содержит второй элемент сравнения, вто" рой формирователь сигналов и в каждом канале многоканального промежуточного 20 преобразователя цифровой информации логический блок, состоящий из второго и третьего элементов И и второго триггера, первый вход второго элемента сравнения подключен к выходу функ-2З ционального преобразователя, второй вход -, к четвертому выходу блока управления, а выход - к первым входам, каждых второго и третьего элементов

И, .второй вход каждого второго we- зе мента И соединен с первым выходом со.ответствующего первого триггера, а выход - с первым входом соответствующего второго триггера, второй вход каждого третьего элемента И связан с З вторым выходом соответствующего первого триггера, а выход - с вторым вхо" дом соответственно. второго триггера, выход каждого второго триггера подключен к первому входу второго фор" ц мирователя сигналов, второй вход которого соединен с .выходом формирователя интервалов времени, а выход - с третьим входом блока индикации.

На фиг. l представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока управления.

Устройство (фиг. 1) содержит блок

1 нормализаторов, коммутатор 2, аналого-цифровой преобразователь 3, блок

4 управления, задатчик 5 допустимых значений, регистры 6, первый элемент

7 сравнения, первый триггер 8 и пер" вый элемент И 9,, вторые элементы И 10 °

11 и второй триггер 12, многоканальный промежуточный преобразователь 13. цифровой информации, второй 14 и nep" вый 15 формирователи сигналов, блок

16 индикации, функциональный преоб1 6 разователь 17, блок 18 синхронизации, второй элемент l9 сравнения, формирователь 20 интервалов времени, масштабирующий блок 21 и логический блок

22.

Блок 4 управления содержит (фиг. 2) дешифратор 23 каналов, дешифратор 24 сигналов записи, счетчик 25, формирователи 26 сигналов, дешифратор 27, счетчик 28 строк, инверторы 29, 30.

Устройство работает следующим образом. формирование изображения технологических параметров на экране блока,16 осуществляется в виде вертикальных столбцов, высота которых пропорциональна значению параметров, цвет сеечения параметров, не превышающих установленные пределы., соответствует выбранному алгоритму цветового кодирования, а считывание значений параметрое осуществляется с прямолинейных и индивидуальных для каждого параметра шкал. Параметры, превысившие допустимые значения, индицируются красным цветом. формирование изображения параметров на экране блока 16 представляет собой отыскание логической функции конъюнкции от периодических импульсных сигналов и управление токами красного, зеленого и синего лучей электроннолучевой трубки (3llT) в соответствии с найденной функцией. При" чем частота первого импульсного сигнала совпадает с частотой кадровой развертки, а его длительность пропорциональна значению параметра. Частота второго импульсного сигнала совпадает с частотой строчной развертки, а фазовое смещение относительно начала строчной развертки определяет положение отображаемого параметра вдоль горизонтальной оси на экране видеоконтpoJlbHoIG устройства. Параллельное преобразование входных параметров е пропорциональные временные интервалы в течение каждого телевизионного кадра осуществляют с помощью регистров

6, элемента 7, триггера 8 и функцио" нального преобразователя 17.

Блок 4 Обеспечивает последовательное подключение входных параметрое через блок 1 и коммутатор 2 к входу преобразователя 3 и запись полученного кода в соответствующие регистры

6. Параметры коммутатора 2, преобразователя 3 и блока 4 выбраны так, что обеспечивают в течение каждого теле954951

Одновременно с этим с помощью . элементов 19 осуществляют сравнение кодов, соответствующих допустимому .: значению входныХ величин и текущему значению развертывающей функции. В момент равенства этих кодов элемент

19 вырабатывает импульс, поступающий на элементы 10 и 11. Если входная ®> величина ни в одном из каналов не превышает допустимое значение, то все триггеры 8 к данному моменту времени находятся в нуревом состоянии и импульс с выхода элемента 19, 45 пройдя через элемент И ll, устанавливает все триггеры 12 (признака цвета) также в нулевое состояние. Если же в одном или нескольких каналах входные величины превышают допустимое значе59 ние, то соответствующие триггеры 12 установлены в единичное состояние.

Формирователь 20 формирует периодический импульсный сигнал, обуславли вающий положение на экране по горизонтальнои оси отображаемого параметФ

55 ра. На каждый строчный синхроимпульс, поступающий через блок t8,-формирователь 20 Формирует m (по числу отобравизионного кадра последовательное преобразование m входных параметров (где а - число одновременно отображаемых параметров на экране) из аналоговой формы в цифровую с записью ре- 5 зультата в соответствующие регистры 6.

Формирование иэображения на экране устройства начинается с приходом в блок 18 с выхода блока 16 очередного импульса гашения обратного хода луча кадровой развертки. Передним фронтом этого импульса блок 18 сбрасывает в нулевое состояние преобразователь

17, а триггеры 8 устанавливаеФ в единичное состояние. По заднему фронту этого импульса на вход преобразователя 17 с выхода генератора строчной развертки блока через блок 18 начинают поступать строчные синхроимпуль.сы. На выходе преобразователя 17 в 2î цифровом виде формируют линейно нарастающую функцию, При достижении этой функцией величин, хранящихся

s регистрах 6, срабатывают элементы

7 и соответствующие триггеры 8 сбра- 25 сываются в нулевое состояние. Таким образом, в течение каждого кадра по всем каналам преобразователя 13 про- исходит параллельное преобразование входных величин в пропорциональные щ временные интервалы. иаемых параметров) последовательно сдвинутых импульсов.

Блок 21 осуществляет формирование импульсных сигналов, соответствующих малым и большим делениям шкал и оцифровке.

Формирователь 15 осуществляет сборку всех импульсных сигналов и формирует выходной сигнал, подаваемый на вход усилителя яркостного сиг,нала блока 16.

При нулевом состоянии триггеров

12 формирователь 14 обеспечивает подачу сигналов на входы усилителей управления лучами цветной ЭЛТ в соответствии с алгоритмом цветового кодирования отображаемой информации, а при единичном состоянии ; подачу соответствующего импульсного сигнала на усилитель управления красным лучом.

Совместное воздействие на ЭЛТ усилителей управления красным, зеленым и синим лучами и усилителя яркостного сигнала обеспевает Формирование на экране стандартных цветных видеоконтрольных устройств цветного изображения технологических параметров в соответствии с установленным алгоритмом цветового кодирования и изменение цвета свечения любого параметра на красный в случае выхода данного параметра за пределы допустимых значений.

Синхронизацию кадровой развертки

:,осуществляют путем формирования блоком 18 специального синхроимпульса, подаваемого на вход блока 16.

Блок 4 управления (фиг. 2) функционирует следующим образом.

Строчные синхроимпульсы с входа блока 4 поступают на счетный вход счетчика 28. Счетчик 28, дешифратор

27 и формирователи 26 обеспечивают выделение из непрерывной последовательности строчных синхроимпульсов пачек, состоящих из 16 импульсов, выделение в каждой из Пачек первого и шестнадцатого импульсов. Каждый первый импульс с выхода первого формирователя 26 поступает на вход счетчика 25 и на выход блока управления обеспечивая циклический запуск преобразователя 3. Счетчик 25 и дешифратор 23 обеспечивают последовательное подключение каналов коммутатора 2 к входу преобразователя 3. Каждый шестнадцатый сигнал выделенной пачки им,пульсов поступает на вход стробирующего сигнала дешифратора 24, сигналы с. выхода которого обеспечивают за1 .10 формации, второй выход блока сянхро низации через функциональный преобразователь соединен с вторыми входами

М первых элементов сравнения, третии выход - с вторым входом каждого первого триггера, четвертый выход через формирователь интервалов времени с вторым входом каждого первого элемента И, пятый выход через масштабирующий блок - с вторым входом первого формирователя сигналов, а шестой выход — с вторым входом блока индикации, выход которого связан с входом блока синхронизации, причем второй вход блока .Управления подключен к выходу задатчика допустимых значений, первый, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с вторыми входами коммутатора, аналого-цифрового преобразователя и каждого регистра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности, оно содержит второй элемент сравнения, второй формирователь сигналов и в каждом канале многоканального промежуточного.преобразователя цифровой информации логический блок, состоящий из второго и третьего элементов И и второго триггера, первый вход второго элемента сравнения подключен к выходу функционального преобразователя, второй вход - к четвертому выходу блока управления, а выход — к первым входам каждых второго и третьего элементов И, второй вход каждого второго элемента И соединен с первым выходом соответствующего первого триггера, а выход — с первым входом соответствующего второго триг" гера, второй вход каждого третьего элемента И связан с вторым выходом соответствующего первого триггера, а выход - с вторым входом соответствующего второго триггера, выход каждого второго триггера подключен к первому входу второго формирователя сиг налов, втооой вход которого соединен с выходом формирователя интервалов времени, а выход — с третьим входом блока индикации.

9 Я499 пись выходного кода преобразователя

3 в соответствующие регистры 6. Bocbмиразрядный двоичный код, соответствующий допустимому значению входных величин, с входа блока 4 поступает на входы инверторов 29. На выходах инверторов 29, 30 образуются соответствующие парафазные сигналы, поступающие через выход блока 4 на один из входов элемента 19, осуществляющего

36 сравнение цифровых величин с использованием разрядных дешифраторов несоответствия.

Использование предлагаемого устройства позволяет получить цветное изображение технологических параметров, соответствующее определенному алгоритму цветового кодирования, на экране любого стандартного цвет- ного телевизора или монитора.- Цвето- 2О вое кодирование отображаемых параметров облегчит оператору идентификацию параметров, сгруппированных по агрегатно-модульному, функционально-технологическому или другому признаку, что снижает вероятность ошибки и повышает надежность и скорость считывания информации. Кроме этого, выделение цветом (красным}, а не миганием параметров, вышедших за пределы 30 допустимых значений, повышает точность считывания количественных значений соответствующих параметров, что особенно важно при ручном управлении процессом. 3S

Формула изобретения

Устройство для контроля технологи- о ческих параметров, содержащее блок синхронизации, первый выход которого связан с первым входом блока управления, первый формирователь сигна.лов и последовательно соединенные блок нормализаторов, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь и многоканальный промежуточный преобразователь цифровой информации, каждый канал которого состоит из последова50 тельно включенных регистра, первого элемента сравнения, первого триггера и первого элемента И, первые входы первого Формирователя сигналов соединены с выходами первых элементов И, «SS а выход — с первым входом блока индикации, первые входы регистров подклю" чены к входу многоканального промежу" точного преобразователя цифровой инИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

i. Авторское свидетельство СССР

И 368610, кл. G 06 F 15/46, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

М 754431, кл. G 06 F 15/46, 1978 (прототип).

95495>

Фиа /

Фиа2. НИИПИ Заказ 6432/48 Тираж 914 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4