Пристрій для контролю параметрів

Изобретение относится к технике автоматизированного контроля и может быть использовано для контроля параметров, влияющих на условия труда,и при контроле за техническим состоянием объектоп пу?эм сбора и предварительной обработки информации от аналоговых и цифровых датчиков. Введение формирователя длительности импульса, ключей, генератора пачки, узла выделения N-ro импульса, блоков вычитания, блока задания номинальных значений параметров, блока вычисления допустимых приращений параметров, блока памяти, блока вычисления разности и ее модуля, блока задания приращений параметров, блока выделения максима».ьного кода, генератора импульсов задания временных интервалов и блока формирования импульса начала опроса позволяет расширить область применения устройства путем создания гибкою временного интервала опроса контролируемых параметров. 1 ил. Изобретение относится к технике автоматизированного контроля и может быть использовано для контроля параметров, влияющих на условия труда на рабочих местах, и при контроле за техническим состоянием объектов путем сбора и предварительной обработки информации, поступающей от аналоговых и цифровых датчиков. Цель изобретения - повышение достоверности качества контроля путем создания гибкого временного интервала опроса контролируемых параметров. На чертеже показана блок-схема устройства для контроля параметров. Устройство содержит группу из N датчиков 1 параметров, коммутатор 2. генератор 3 импульсов задания временных интервалов, первую схему 4 сравнения, блок 5 инди кации, блок 6 задания допустимых значений, формирователь 7 длительности импульса, первый ключ 8, блок 9 формирования импульса начала опроса, счетчик 10. генератор 11 пачки из N импульсов, узел 12 выделения N-ro импульса, первый блок 13 вычитание, блок 14 задания номинальных значений параметров, блок 15 вычисления допустимых приращений параметров, блок 16 оперативной памяти, блок 17 вычисления разносьл и ее модуля, второй блок 18 вычитания, блок 19 задания приращений параметров, второй ключ 20, вторую схему 21 сравнения, блок 22 выделения максимального кода Датчики 1 подключены к информационным входам коммутатора 2. который через счетчик 10 управляется генератором 11 пачки из N импульсов. Выход коммутатора 2 соеди 1820362 ней с информационным входом первого ключа 8, с вторым информационным входом первой схемы 4 сравнения, с входами уменьшаемого первого блока 13 вычитания и второго блока 18 вычитания, с информационным входом блока 16 оперативной памяти. Выход первой схемы 4 сравнения подключен к управляющему входу блока 5 индикации и через формирователь 7 длительности импульса к управляющему входу 10 первого ключа 8, выход которого является информационным выходом устройства. Разрядный выход счетчика 10 соединен с адресными входами блоков задания номинальных значений параметров 14 и приращений пара- 15 метров"! 9, блоков 5 и 6 и блока 16 оперативной памяти, подключенного выходом к входу вычитаемого второго блока 18 вычитания, выход которого соединен с первым информационным входом второй схемы 21 20 сравнения и с входом вычитаемого блока 17 вычисления разности и ее модуля, связанного входом уменьшаемого с выходом блока 15 вычислениядопустимых приращений параметров и с вторым информационным вхо- 25 дом второй схемы 21 сравнения, а выходом с информационным входом второго ключа 20, Выход последнего соединен с информационным входом блока 22 выделения максимального кода, а управляющий вход - с 30 выходом "больше" второй схемы 21 сравнения, подключенной выходом "меньше или равно" к входу управления записью-считыванием блока 16 оперативной памяти. Вход вычитаемого блока 13 соединен с выходом блока 14 задания номинальных значений 35 параметров, а выход - с первым информационным входом блока 15, второй информационный вход которого подключен к выходу блока 19. Генератор 11 соединен со счетным входом счетчика 10 и через узел 12 выделе- 40 ния N-ro импульса с тактовым входом блока 22 выделения максимального кода. Выход блока 9 подключен к запускающему входу генератора 11, а тактовый вход - с выходом генератора 3 импульсов задания временных 45 интервалов. (1) где P4(t) - текущее значение S-ro параметра, Рэдоп ~ допустимое (предельное) значение S-ro параметра. Если TS rs, то отсчеты необХОДИМО ПРОВОДИТЬ ч е р е з перИОД Гмакс. Иными словами, в зависимости от степени отклонения текущего значения параметра от допустимой величины меняется интервал его измерения. Группа датчиков 1 через коммутатор 2 подключается квходу первого ключа 8, второму информационному входу первой схемы 4 сравнения и входам блоков 13, 18, 16. В момент включения устройства генератор 11 генерирует пачку из N импульсов (N общее количество датчиков). Счетчик 10 производит их подсчет и на своем выходе выставляет двоичный адресный код переклточения коммутатора 2 и ячеек памяти всех запоминающих устройств и блока 5 индикации. Каждый датчик 1 подключается к коммутатору 2 последовательно, поэтому для каждого контролируемого параметра весь алгоритм работы устройства повторяется. По окончании всего цикла опроса интервал до следующего цикла определяется результатами обработки измерений, т.к. произвольный S-й датчик подключается к коммутатору 2 через промежуток времени 2(N-1)+ rs. Рассмотрим алгоритм работы устройства при подключении к коммутатору 2^произвольного S-ro датчика. Сигнал, снимаемый с S-ro датчика и несущий значение S-ro параметра, поступает на входы блоков 8, 4, 13, 16, 18. Когда на выходе коммутатора 2 появляется сигнал, несущий информацию о значении S-ro параметра Ps(t), то с выходов блоков 6, 14, 19 снимаются все записанные значения, относящиеся к тому же S-му параметру. С блока 16 оперативной памяти в первый цикл опроса датчиков снимаются номинальные значения контролируемых параметров PSH. Первый ключ 8 заперт и сигнал на выход устройства не поступает. Ключ Принцип работы устройства для контро8 открывается сигналом формирователя 7 ля параметров следующий. Протекание технологического процесса 50 длительности импульса при выполнении условия на объекте можно оценивать, проводя измерения его параметров. При этом исходя из характера самого процесса можно устаноPs{ts) > (2) вить периодичность измерения параметров Тнакс. рассчитанную на нормальные условия " где t s - S-й момент времени, при котором труда. Всякие изменения влияющих фактотекущее значение S-ro параметра превосров изменяют периодичность t s . Для S-ro ходит допустимое значение Р5доп (минипараметра г ч можно выразить в качестве мальное допустимое или максимальное функции допустимое). 1820362 На первую схему 4 сравнения с одной стороны поступает сигнал Ps(t), с другой значение Рздоп из блока 6 задания допустимых значений. В случае удовлетворения условия (2) появляется сигнал аварии на выходе первой схемы А сравнения (импульс положительной полярности), который, воздействуя на управляющий вход блока 5 индикации, приводит к высвечиванию номера S-ro датчика и который в формирователе 7 вырабатывает команду (разрешающий импульс) на открывание первого ключа 8. При этом время открывания ключа 8 должно быть таковым, чтобы цифровые данные о значении параметра успели пройти на информзционный выход устройства и передаться по линии связи (это время определяет формирователь 7 длительности импульса). Далее процесс обработки измерений протекает следующим образом. ется. Минимальногозначения оно достигает при условии Ps(t) ^РБДОП, т.е на данном этапе обработки вычислений подходим к критерию, оценка которого позволит изме5 нить интервал опроса датчиков. На вход уменьшаемого второго блока 18 вычитания поступает значение Ps(tn) и на вход вычитаемого - значение Ps(tn-i) измерения S-ro параметра на предшествующем 10 цикле измерений из блока 16 оперативной памяти. В блоке 18 находится значение APs(t)=Ps(tnhPs(tn-i), 15 где APs(t) - текущее отклонение параметра Ps(tn) от значения предыдущего цикла измерений Ps(tn-i). Далее процесс обработки измерений происходит в блоке 17 вычисления разности 20 и ее модуля, куда поступают сигналы ДР8доп В первом блоке 13 вычитания находится и APs(t) В нем находится модуль разности отклонение А- 1ДР8доп-ДР3(т.)1 . APS=PS(T>PSH , (3) 25 где PSH - номинальное значение S-ro параметра, полученное из блока 14 задания номинальных значений параметров. С выхода блока 13 значение разности, • найденное по выражению (3), поступает на 30 первый информационный вход блока 15 вычисления допустимых приращений параметров, где в соответствии со знаком разности происходит выборка значений приращений ДРпр, верхнего или нижнего, 35 полученных из блока 19 задания приращений параметров. Также оттуда снимается значение AP S заданного приращения двух смежных измерений параметров. В блоке 15 вычисления допустимых при- 40 ращений параметров происходит вычисление ДОПУСТИМОГО ПрИращеНИЯ АРэдоп ПО формуле Одновременно во второй схеме 21 сравнения происходит сравнение ДР5доп и APs(t). В случае APs(t) ДРвдоп схема 21 сравнения выдает сигнал на открывание второго ключа 20 и значение А из блока 17 поступает на информационный вход блока 22 выделения максимального кода. Для каждого датчика весь процесс обработки измерений последовательно повторяется, т.е. в блок 22 последовательно поступают несколько (максимум N) значений А. В нем происходит определение максимального значения и согласно ему через временной интервал (отсчет с начала предыдущего цикла опроса) блок 9 формирования импульса со ЛР 45 начала опроса вырабатывает запускающий импульс для генератора 11 пачки из N имДР8доп= Л Р , « К - Ь ^ - ) . (4) пульсов. Импульсы различных временных интервалов от миллисекунд до единиц мигде APs - заданное значение приращения нут (в зависимости от целевого применения двух смежных измерений S-ro параметра; устройства) выдает генератор 3 импульсов ДРпр - возможное приращение пара- 50 задания временных интервалов. метра от номинальной величины; После запускающего импульса с блока b - задаваемая скорость измерения до9 в генератор 11 весь цикл опроса датчиков пустимого приращения. и обработки измерений повторяется Из выражения (4) очевидно, что допустиОпределением максимального из всех мое приращение параметра максимально 55 значений А выделяем тот контролируемый при условии, когда текущее значение парапараметр, который наибольшим образом отметра близко к номинальному Ps(t) -• Ран. Когклоняется от номинального. Его отклонение да текущее значение отклоняется от ставится в качестве определяющего интерноминального значения ЛР5доп уменьша 7 1820362 вал опроса. Этим создается гибкость временного интервала опроса датчиков. Элементная база устройства выполнена в основном на микросхемах МОП-структуры. Блоки 6, 14, 19 представлены микросхемами К155РЕЗ, блок 16 - К561РУ2. коммутатор - схемой К561КП2, блок индикации на дешифраторе - К514ИД1 и светодиодной матрице АЛС324Б. Каждая из схем сравнения выполнена на двух микросхемах К1533СП1. Блок 15 реализован на К1802ВР2, а каждый из блоков 13, 17, 18 представлен двумя микросхемами К555ИПЗ (К1533ИПЗ). Второй ключ представлен двумя микросхемами K561JM3. Первый ключ собран на двух схемах К176КТ1. Формирователь 7 реализован одновибратором К555АП. Узел выделения N-ro импульса и счетчик 10 представлены микросхемами К561ИЕ10. Блоки 22, 3, 9 построены на микросхемах К561ИП2, К561ТМЗ, К561ИД1, К561КП2, К176ЛЕ5, К561ИЕ16. Генератор 11 реализован на схемах К176ИЕ5, К176ИЕ2,К176ЛП11,К561ИЕ10. Предлагаемое устройство для контроля параметров позволяет повысить достоверность качества контроля, конструктивно проще по сравнению с аналогичными устройствами, проще в технической реализации и настройке, выполнено в микроэлектронном исполнении, имеет малые габаритные размеры и потребляемую мощность. 5 10 15 20 25 30 Формула изобретения Устройство для контроля параметров, содержащее группу из N датчиков парамет- 35 ров, коммутатор, первую и вторую схемы сравнения, блок индикации, блок задания допустимых значений параметров и счетчик, разрядный выход которого подключен к разрядному информационному входу бло- 40 ка индикации и к адресным входам блока задания допустимых значений параметров и коммутатора, группа информационных входов которого соединена с выходами датчиков параметров группы, а выход блока 45 задания допустимых значений связан с первым входом первой схемы сравнения, о тл и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью расширения области применения устройства путем создания гибкого временного интервала оп- 50 роса контролируемого параметров, оно содержит формирователь длительности импульса, первый и второй ключи, генератор пачки из N импульсов, узел выделения N-ro импульса, два блока вычитания, блок зада- 55 ния номинальных значений параметров, 8 блок вычисления допустимых приращений параметров, блок оперативной памяти, блок вычисления разности и ее модуля, блок задания приращений параметров, блок выделения максимального кода, генератор импульсов задания временных интервалов и блок формирования импульса начала опроса, тактовый вход которого соединен с выходом генератора импульсов задания временных интервалов, информационный вход - с выходом блока выделения максимального кода, а выход - с запускающим входом генератора пачки из N импульсов, подключенного выходом к счетному входу счетчика и через узел выделения N-ro импульса к тактовому входу блока выделения максимального кода, выход коммутатора соединен с информационными входами первого ключа и блока оперативной памяти, с входами уменьшаемого первого и второго блоков вычитания и вторым информационным входом первой схемы сравнения, выход которой подключен к управляющему входу блока индикации и через формирователь длительности импульса к управляющему входу первого ключа, выход которого является информационным выходом устройства, разрядный выход счетчика соединен с адресными входами блока задания номинальных значений параметров и приращений параметров и блока оперативной памяти, подключенного выходом к входу вычитаемого второго блока вычитания, выход которого соединен с первым информационным входом второй схемы сравнения и входом вычитаемого блока вычисления разности и ее модуля, связанного входом уменьшаемого с выходом блока вычисления допустимых приращений параметров и с вторым информационным входом второй схемы сравнения, а выходом-с информационным входом второго ключа, выход которого соединен с информационным входом блока выделения максимального кода, а упраьляющий входс выходом "Больше" второй схемы сравнения, подключенного выходом "Меньше или равно" к входу управления записью-считыванием блока оперативной памяти, вход вычитаемого первого блока вычитания соединен с выходом блока задания номинальных значений параметров, а выход - с первым информационным входом блока вычисления допустимых приращений параметров, второй информационный вход которого подключен к выходу блока задания приращений параметров 1820362 і \б — 4 -— 6 > t і : * fXe q 0 • о . ^^ • < 13 -і— £ / . /^ t Іб / • Лі 15- 10 1 • іі \ д . 12 12 І 20 3 Редактор Т. Федотов Составитель А. Куцаков Техред М.Моргентал Корректор И. Шмакова Заказ 2030 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издятельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101