SU840819A1 - Многоканальное устройство дл до-пуСКОВОгО КОНТРОл пАРАМЕТРОВ - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычислительной и контрольно-измерительной технике и может быть использовано дл  контрол  процессов в различных технологических объектах, например в турбогенераторах электростанций. Известно многоканальное устройств дл  допускового контрол ,содержащее последовательно соединенные управл емый многоканальный масштабный преобразователь , аналоговые сумматоры, пр мые преобразователи аналог-код, блок вывода измер емой информсщии, общий дл  всех канёшов блок обратного преобразовани  код-аналог и вы числительный блок . Недостатками такого многоканального устройства дл  допускового кон трол   вл етс  его сложность, обусловленна  наличием большого числа преобразователей аналог-код и говых сумматоров, и низка  точность измерений параметров объекта поскольку операци  сравнени  выполн ет на аналоговом сумматоре. Известно также многоканальное устройство дл  допускового кoнтpa JЯ содержащее датчики, функциональные преобразователи, источник эталонных сигналов, коммутатор, аналого-ц ровой преобразователь, регистр уставок , регистр результата контрол , блок обработки результатов контрол , блок регистрации, блок индикации, блок звуковой сигнализации и блок управлени  Г2 . Недостатками этого многоканального устройства дл  допускового контрол   вл ютс  низкое быстродействие и относительно низка  точность, которые обуславливаютс  наличием коммутатора . Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  допускового контрол , содержащее одновибратор, последовательно соединенные блок индикации, блок сравнени  и распределитель импульсов , второй выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого подключен ко второму входу блока сравнени , а также генератор импульсов, подключенный первым выходом к входу блока регистрации, другие входы которого подключены к выходу одновибратора и выходу динамического регистра соответственно, сумматор/ подключенный первым выходом к входу динамического регистра и вгорчм выходом - к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с входом распределител  импульсов , два триггера, выходы которых соединены соответственно с первыми входами в.торого и третьего элемек тов И, подключенные вторыми входами к соответствуклцим вшходам блока устаЬок , элементИЛИ, подключенный входами к выходам динамического регистра второго и третьего элементов И соответственно , и элемент задержки, прдключенный выходом к первому входу сумматора и входом - к первым входам первого и второго триггеров, второму входу первого элемента И и второму выходу генератора импульсов, причем второй вход сумматора подключен к выходу элемента ИЛИ з ,

Недостатками этого устройства  вл ютс  его ограниченные функциональные возможности ,ввиду одноканальности контрол  и сложности реализации вслучае многоканального контрол , поскольку аппаратные затраты растут пропорционально количеству каналов контрол .

Цель изобретени  - упрощение устройства ,.

Цель достигаетс  тем, что многоканальное устройство дл  допускового контрол  параметров, содержащее генератор импульсов,.подключенный первым выходом к первому входу блока регистрации через последовательно соединенные элемент задержки,сумматор и первый регистр, выход которого подключен к первому входу-первого элемента РШИ,второй выход генератора импульсов подключен ко второму входу блока регистрации и ко входу блока уставок, первый и второй выходы которого подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И, соединенных выходами со вторым и третьим входами первого элемента ИЛИ, а вторыми входами - с выхрдами Соответственно первого и второго триггеров, первые входы которых подключены к первому выходу генератора импульсов, и в каждом канале одновибратор и последовательно соединенные третий элемент И, первый распределитель импульсов, блок сравнени  и блок индикации, второй вход блока сравнени  соединен с выходом одновЯбратора и с одним из третьих входов блока регистрации, вход одновибратора подключен ко вторбг выходу первого распределител  импульсов , а первые входы третьих элементов и - ко йторому входу сумматора, дополнительно введены второй регистр, второй распределитель импульсов и эле1«енты ИЛИ, выходы второго распределител  импульсов подключены ко вторым входам третьих элементов И, а вход - к первому выходу генератора импульсов, вход второго регистра.роадинен с выходом первого элемента ИЛИ

а выход - со вторым входом сумматора входы второго элемента ИЛИ подключены ко вторым -выходам первых распределит ыпей импульсов, а выход - ко второму входу первого триггера, входы третьего элемента ИЛИ соединены с третьим выходом первых распределителей импульсов, а выход - со вторым входом второго триггера. На чертеже изображена структурна  зхема многоканального устройства дл  допускового контрол  параметров.. Устройствр сРдержит рдновибраторы

I,генератор 2, импульсов,блок 3 уст вок, блоки 4 сравнени , блоки 5 индикации , блок 6 регистрации, первый регистр 7, сумматор 8, распределитель 9 импульсов, два триггера 10 и

II,элемент 12 задержки, элемент ИЛИ 13, три элемента И 14-16, два элемента ИЛИ 17 и 18, второй распределитель 19 импульсов второй регистр 2

Устройство работает следующимобразом .

Одновибраторы 1 преобразуют входные контролируемые параметры х,i 1,2,...N, где N - количество входных каналов, в импульсные сигналы, длительность которых пропорциональна величине входного сигнала.

Генератор 2 импульсов вырабатывает по первому выходу тактовые импульсы , с частотой f, а по второму выходу - синхронизирующие импульсы с частотой f/n , где п - количество двоичных разр дов динамического регистра 7.

Распределитель 19 импульсов из сигналов выхода , генератора 2 импульсов формирует на N своих выходах И последовательностей импульсов , действуквдих с частотой f/n- N .

Блок 3 уставок вырабатывает из тактовых импульсов две последовательности импульсов уставок, соответствующих нижней границе допуска Хц и полю допуска Xg - Хц , где х - верхн   граница допуска.

На первом выходе блока 3 уставок последовательно вырабатываетс  N последовательных двоичных кодов 2 -Хц ., I в 1,2,...N, где п - количество разр дов первого регистра 7, N - количество входных каналов.

На втором выходе блока 3 уставок последовательно генерируютс  N последовательных двоичных кодов 2 - ( х„), t 1,2,...N.

Двоичные крды уставок 2 - х и 2 - (xg - хцц ) , I «1,2... N, поступают после овательнР по пор дку номеров, важна  с мпадаоих разр дов, на вторые входы элементов И 15 и 16 / соответственно.

Первый регистр 7 содержит п двоичных разр дов и может хранить рдин двоичный код уставки. Второй регистр 20 содержит (N-l)n двоичных разр дов и может хранить N - 1 двоичных кодов

уставок. Последовательное соединение регистров 7 и 20 через элемент ИЛИ 13 образует динамический регистр, содержащий- N двоичных слоев по п разр дов в каждом.

Последовательное . соединение регистров 7 и 20 с сумматором 8 образует двоичный счетчик, выполн ющий последовательно в N словак независимый счет синхронизирующих импульсов второго выхода генератора 2импульсов, которые через элемент .12 задержки поступают на первый вход сумматора 8 в моменты прохождени  младшего разр да каждого слова.

В ре1зультате непрерывного независимого счета в N словах через определенные отрезки времени происход т переполнени  счетчика, которые генерируютс  в виде сигналов переноса из п-го ра:эр да каждого слова на втором выходе сумматора 8.

Распределитель 19 управл ет с помощью элементов И 14 распределением импульсов переноса из п-ых разр дов каждого слова по N параллельным каналам таким .образом, что импульс переполнени : в первом слове поступает на вход распределител  9 первого канала, импульс переполнени  во втором слове поступает на вход рапределител  9 второго- канала и. т.д.

Распределители 9 каждого канала в свою очередь выполн ют распределение импульсов переноса и п-го разр да соответствукадего слова по трем выходам.

- Работу устройства, функционирующего в непрерывном режиме генерации на выходах распределителей 9 импульсных сигналов, рассмотрим, например с момента генерации на втором выходе распределител  9 первого канала выходного импульса, который запускает одновибратор 1 канала и через элемент ИЛИ 17 устанавливает по второму входу триггер 10 в единичное состо ние.

Одновибратор 1 первого канала после срабатывани  от запускающего импульса вырабатывает на выходе им-. пульсный сигнал, длительность которого пропорциональна величине входного сигнала по первому каналу.

Триггер 10 после установки его в единичное состо ние от1фывает элемен И 15.

Двоичный код уставки по перве «у каналу 2 - х с первого выхода, блока уставок 3 через элементы И 15 и ИЛИ 13 поступает на вход регистра 20 записыва  в него в первом слове начальный ДВОИЧНЫЙ код, соответствующий нижней границе допуска дл  первого канала,

Спуст  врем  задержки в регистре 20 последовательный двоичный код уставки по первому каналу 2 - Хц поступает последовательно во времени.

начина  с младшего разр да, на второй вход сумматора 8, на первый вход которого поступает с выхода элемента 12 задержки синхронизирующий импульсмпадЫего разр да.

В результате суммировани  суг«латором 8 двоичный код 2 - Кц увеличиваетс  на единицу и новый двоичный код 2 - х„. + 1 с первого выхода сумматора 8 записываетс  в регистр 7.

После прохождени  двоичного кода

0 2 - Хц через элемент И 15 триггер 10 сбрасываетс  по первому входу в нулевое состо ние импульсом второго выхода генератора 2.

После установки триггера 10 в нуле5 вое состо ние элемент И 15 закрываетс  и поступление двоичного кода уставки на вход элемента ИЛИ 13 прекращаетс .

Двоичный код в первом слове 2 0 - х„ I ч- 1 с выхода регистра 7через элемент ИЛИ 13.записываетс  в регистр 20, с выхода которого, спус.т  врем  задержки регистра 20, поступает на ; второй вход сумматора 8.

Сумматор 8 вновь увеличит двоич5 ный код в первом слове на единицу и результат суммировани  2 - х + 2 записываетс  в регистр 7.

Так продолжаетс  до тех пор, пока воврем  суммировани  в первом слове

0 на втсфом выходе сумматора 8 не по витс  импульс переноса из п-го разр да . Это происходит спуст  интервал , времени Хц п N/f после запуска одновибратора 1 первого канала. В этот

5 момент времени на первом выходе распределител  19 действует импульс, отпирающий по вто|зому входу элемент И 14 первого канала, через который импульс переполнени  со второго выхода

0 сумматора 8 поступает на вход распределител  9 первого канала. Распредели-: тель 9 первого канала пропускает входной импульс на свой третий выход и прекращает действие сигнала на пер-, вой шине перв.ого выхода, который по5  вл етс  в момент генерации импульса на втором выходе.

Таким образом, на первой шине первого выхода распределител  9 первого канала вырабатываетс  импульс длиO тельность которого равна нижней границе допуска по первому каналу.

. Сигнал с первого выхода распределител  9 поступает на первый вход блока .4 сравнени , на второй вход ко5 тсфого подаетс  выходной сигнал одновибратора 1.

Бели контролируемый параметр по первому каналу х меньше нижней 11раницы допуска Хц, то длительность

0 импульса на выходе одновибратора 1 будет меньше, чем длительность импульса на первом выходе распределител  9.

Claims (2)

1. В этом случае на первом выходе блока 4 сравнени  формируетс  импульс5 ный сигнал длительностью (х, - x)nM/ которыйJ поступа  в блок 5 индикации приводит к срабатыванию элемента сигнализации на.выходе контролиру емого параметра по первому каналу эа пределы нижней границы допуска. Если контролируемый параметр по первому каналу больше нижней границы допуска, то длительность импульса на выходе одновибратора 1 больше, че длительность импульса на первой шине первого выхода распределител  9, и сигнал на первом выходе блока сравне ни  4 отсутствует. . I После первого переполнени  в перЬом слове сигнал переноса из п-го. разр да первого слова поступает с тр т-ьего вУхода распред елител  9 первог канала через элемент ИЛИ 18 на второй вход триггера 11, устанавлива  его в единичное состо ние. Триггер 11 единичным выходом отпи рает элемент И 16. Двоичный код уставки пол  допуска первого канала 2 - (xg XH ) о второго выхода блока 3 уставок через элементы И 16, ИЛИ 13 поступает на вход регистр 20, где записываетс  в первом слове. После прохождени  всех разр дов двоичного кода 2 - (ъ- н t) через элемент И 16 триггер 11 сбрасываетс  в нулевое состо ние импульсом второго выхода генератора 2. Двоичный счетчик, образованный последовательным соединением регистро 7 и 20, и сумматора 8 выполн ет в первом слове счет импульсов младшего разр да, которые поступают с выхбда элемента 12 задержки, начина  с начального кода 2 - (Хп - х ). Спуст  интервал времени (xj, - х ) п H/f после первого переполнени , в первом слове происходит его второе переполнение и на втором выходе сумматора 8 по вл етс  сигнал переноса из п-го. разр да первого слова, кот.орый через элемент И 14 первого канала открытый сигналом первого выхода распределител  19, проходит на вход распределител  9 первого канала. В результате на второй шине первого выхода распределител  9 по вл етс  сигнал , который действует до следуквдего (третьего) переполнени  первого слова Если контролируемый параметр х больше верхней границы допуска Хд, то импульс на выходе одновибратора 1 действует некоторое врем  после.второго переполнени  первого слова. Совпадение заднего фронта выходного импульса одновибратора 1 с передним фронтом импульса на второй шине первого выхода распределител  9 выдел етс  блоком 4 сравнени , на втором выходе которого образуетс  импульс длительностью (Х - xg) п N/f. Выходной им.пульс блока 4 сравнени  поступает в блок индикации и приводит к срабатыванию элемента сигнализации 0выходе контролируемого параметра по первому каналу за пределы верхней границы допуска. Если контролируемый параметр по первому каналу меньше верхней границы допуска, то сигнал на втором выходе блока 4 сравнени  отсутствует, так как импульс на выходе одновибратора 1Заканчиваетс  раньше, чем начинает действовать импульс на второй шине первого выхода распределител  9. После второго переполнени  первого слова двоичный счетчик, образованный регистрами 7, 20 и сумматором 8, выполн ет счет в первом слове с нулевого начального кода. Поэтому трерье переполнение первого слова происходит спуст  интервал времени .M/f после второго переполнени . Третье переполнение в первом слове , поступа  со второго выхода сумматора 8 через элемент и 14 первого канала на вход распределител  9 первого канала, прекращает действие сигнала на второй шине первого выхода распределител  9 и приводит к генерации импульса на его втором выходе. Импульс со второго выхода распределител  9 первого канала запускает одновибратор 1 первого канала и через элемент ИЛИ 17 устанавливает триггер 10 в единичное состо ние. Цикл работы устройства по первому каналу повтор етс  аналогичным образом. Таким же образом выполн етс  допусковой контроль по всем остальным каналам. Двоичный счетчик образованный регистрами 7, 20 и сумматором 8, выполн ет независимый счет во всех словах, а импульсы - переносы из п-го разр да каждого слова, образующиес  на втором выходе сумматора 8, распредел ютс  распределителем 19 в соответствующий канал на вход соответствующего распределител  9. Наличие дополнительного регистра 20 и дополнительных элементов ИЛИ 17 18 обеспечивает запись двоичных кодов уставок нижней .границы допускаи пол  допуска независимо дл  каждого контролируемого параметра, что позвол ет использовать многоканальное устройство дл  допускового контрол  различных по своей физической природе параметров с различными знат чени ми границ допуска. Устройство, кроме качественных оценок контролируемых параметров, выполн ет количественную регистрацию отклонений от нижней и верхней границы Допуска по каждому контролируемому параметру в отдельности. Количественна  оценка фиксируетс  блоком б регистрации после окончани  действи  выходного импульса одновибратора 1 соответствующего канала посредством считывс1ни  двоичного кода с выхода регистра 7 по синхронизирующим сигналам генератора 2 импульсов. Если контролируемой параметр i-ro канала меньше нижней границы допуска дл  этого канала, то в момент окончани  выходного импульса одновибратора 1 i-ro кнала в регистре 7 соДбржитс  двоичный код ( х ), т.е. дополнительный код отрицательного .отклонени  контролируемого параметра по j-му каналу от нижней грани .цы допуска Хц. . Если контролируемый параметр по i-му каналу больше верхней границы допуска, то в момент окончани  вы содного импульса одновибратора 1 i-ro канала в регистре 7 содержитс  двоичный код величины х - Xg. , т.е. пр мой код положительного отклонени  кон тролируемого параметра по i гму ка .налу от верхней границы допуска хj,- . Количественные оценки отклонений от верхней и нижней границ допуска по каждому контролируемому каналу могут быть выведены на перфоленту(перфокарту ) ,цифропечать,цифровую индикацию и выданы на управл ющую вычислительную машину. Технические преимущества предлага мого многоканального устройства дл  допускового контрол  заключаетс  в его упрощении. По сравнению с известным устройс вом аппаратурные затраты которого растут пропор ционально количеству вхо ных каналов М, в предлагаемом устройстве вместо N сум1/1аторов используетс  всего один, вместо N регистрЬ требуетс  два регистра, аппаратурные затраты которых в случае реализации их на линии задержки (например магнитострикционной или ультразвуковой) не завис т от количества разр дов, так как при изменении- емкости регист ра измен етс  только врем  задержки или частота тактовых импульсов. Остальные дополнительные затраты предлагаемого устройства (два элемента ИЛИ 17-18 и дополнительный распределитель 19 импульсов) ниже, чем соответствующие дополнительные затраты известного(2н триггеров,2N элементов И, N элементов ИЛИ). Таким образом, аппаратурные затра ты сокращены не менее, чем на N-1 сумматор и N-2 регистра, где N - ко личество параллельных входных канало Формула изобретени  Многоканальное устройство дл  допускового контрол  параметров, ордер жащее генератор импульсов,подключенный первым выходом к первому входу блока регистрации через последовательно соединенные элемент задержки,сумматор и первый регистр, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй выход генератора импульсов подключен ко второму входу блока регистрации и ко входу блока уставок, первый и второй выходы которого подключены к первьгм входам соответственно первого и второго элементов И, соединенных выходами со и третьим входами первого элемента -ИЛИ, а вторыми входами - с выходс1МИ соответственно первого и второго триггеров первые входы которых подключены к первому выходу генератора импульсов и в каждом канале однови5ратор и последовательно соединенные третий элемент И, первый распределитель импульсов , блок сравнени  и блок индикации , второй вход блока сравнени  соединен с выходом одновибратора и с одним из третьих входов блока регистрации , вход одновибратора подключен ко второму выходу первого распределител , импульсов, а первые входы третьих элементов И - ко второму входу сумматора, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства , введены второй регистр, второй распределитель импульсов и элементы ИЛИ, выходы второго распределител  импульсов подключены ко вторым входам третьих элементов И, а вход - к первому выходу генератора импульсов, вход второго регистра соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выход со вторым входом сумматора, в:ходы второго элемента ИЛИ подключены ко вторым входам первых распределителей импульсов, а выход - ко второму входу первого триггера, входы третьего элемента ИЛИ соединены с третьим выходом первых распределителей импульсов, а выход - со вторым входом второго триггера. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №501369/18-24, кл. G 06 F 15/46,1978.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 607190/18-24, кл. G 05 В 23/02, 1978. . 3, Авторское свидетельство СССР по за вке 2683265/18-24, кл. G 06 F 15/46, 1978 (прототип)

   Канал 1

   KoHOAff