Устройство для контроля технологических параметров — SU 954951 (original) (raw)
в 954951 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциалистическиеРеспублик(51)М. Кл.С 05 В 23/02 С 06 Г 15/46 3 Ьоуюарстееней комнтет сссе в делом нзобретений и открытий(088 8) Опубликовано 30. 08. 82. Бюллетень ЛЬ 32Дата опубликования описания 30.08,82 И.А. Коновалов,. В.К. Костин, Ю,С. Легович и,А.И. Фрадкин Ордена Ленина институт проблем управле я,.(54) УстРОйстВО для кОнтРОля технологическихПАРАИЕТРОВ . 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 пуль 5 тах управления в АСУ ТП, системах централизованного контроля и пультах управления автоматизированным экспериментом, например, для контроля рабо о ты загрузочных устройств и поведения конструкции при прочностных испытаниях авиационных конструкций.Известно устройство для контроля технологических параметров, используемое на пульте управления в АСУ ТП и системе централизованного контроля, которое содержит видеоконтрольное устройство с генераторами строчной и кадровой развертки, соединенное с10 блоком управления, блоком формирования компенсирующего напряжения и через блок формирования отрезков и нуль орган с коммутатором, соединенным с 2выходами 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 блоком вызова параметра и генератором тактовых импульсов, блок фор" мирования компрессируюещго напря" жения соединен с входом нуль-органа, а выход блока формирования цифр соединен с входом смесителя видеоконтрольного устройства 11.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 компенсирующеголинейностью 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, входыкоторого подключены к выходам нормиду аналого-цифрового преобразователя 1 содержит последовательно соединенные регистр, элемент сравнения, триггер 30 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, тре 43 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 2, 33Недостатком 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 отсутствуетф щи большие погрешности, вызванные не- воэможность дополнительного кодирования цветом отображаемой измеритель% ной 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 исследования1 О подтверждают эффективность группирования параметров по одному из признаков с присвоением группе соответствурщего цветового кода для повышения"наглядности, скорости считывания и15 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 2 ф ет и замедляет процесс считывания аналого-цифрового преобразователя, измерительной инФормации, Кроме этоблок управления, первый выход которо" го, выделение параметра, вышедшего го подключен к второму входу коммута- эа пределы допустимых значений, в тора, а второй выход - к второму вхо- таком устройстве осуществляется мига 23 нием соответствующего параметра, что многоканальный промежуточный преобра-также затрудняет восприятие и снижает зователь, каждый из каналов которого точность считывания количественногозначения данного параметра.Цель изобретения - повышение точи элемент И. Первые входы регистров ностии надежности устройства за счетцветового кодирования групп отображаемых параметров и цветового выделения параметров, вышедших за пределыдопустимых .значений.Поставленная цель достигается тем,что устройство для контроля технологических параметров, содержащее блоксинхронизации, первый выход кОторогосвязан с первым входом блока управления, первый формирователь сигналов ипоследовательно соединенные блок нормализаторов, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь и многоканаль-,ный промежуточный преооразовательцифровой информации, каждый канал которого состоит из последовательно:включенных регистра, первого эле,мента сравнения, первого триггера ипервого элемента И; первые входы первого формирователя сигналов соединены с выходами первых элементов И, авыход - с первым входом блока индикации, первые входы регистров подключены к входу многоканального промежуточногопреобразователя цифровой информации, второй выход блока синхронизации через функциональный преобразователь соединен с вторыми входамипервых элементов сравнения, третий95495 выход - с вторым входом каждого первого триггера, четвертый выход через формирователь интервалов времени - с вторым входом каждого первого элемента И, пятый выход через масштаби 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, ана з лого-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 функционального преобразователя, второй вход -, к четвертому выходу блока управления, а выход - к первым входам , каждых второго и третьего элементов И, второй вход каждого второго эле- зф 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" ф мирователя сигналов, второй вход кото- рого соединен с .выходом формирователя интервалов времени, а выход - с третьим входом блока индикации.На фиг, 1 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 элемент7 сравнения, первый триггер 8 и пер" вый элемент И 9 вторые элементы И 1011 и второй триггер 12, многоканаль" ный промежуточный преобразователь 13 цифровой информации, второй 14 и пер"вый 15 формирователи сигналов, блок16 индикации, функциональный преоб 1 еразователь 17, блок 18 синхронизации, второй элемент 19 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 технологи- ческих параметров на экране блока,16 осуществляется в виде вертикальных столбцов, высота которых пропорциональна значению параметров, цвет свечения параметров, не превышающих установленные пределы., соответствует выбранному алгоритму цветового кодирования, а считывание значений параметров 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 (ЗЛТ) 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 видеоконтрольного устройства. Параллельное преобразование входных параметров в 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 параметров через блок 1 и коммутатор 2 к входу преобразователя 3 и запись получен-. ного кода в соответствующие регистры 6. Параметры коммутатора 2, преобразователя 3 и блока 4 выбраны так, что обеспечивают в течение каждого телеОдновременно с этим с помощью .элементов 19 осуществляют сравнение кодов, соответствующих допустимому . значению входныХ величин и текущемузначению 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 пройдя через элемент И 11, устанавливает все триггеры 12 (признака цвета) также в нулевое состояние. Если же в одном или нескольких каналах входные величины превышают допустимое значе 59ние, то соответствующие триггеры 12 установлены в единичное состояние.Формирователь 20 Формирует периодический импульсный сигнал, обуславли- вающий положение на экране по горизонтальном оси отображаемого параметчИра. На каждый строчный синхроимпульс, поступающий через блок 18,.формирователь 20 Формирует в (по числу отобравизионного кадра последовательное преобразование щ входных параметров (где а - число одновременно отображаемых параметров на экране) из аналоговой формы в цифровую с записью ре зультата в соответствующие регистры 6.Формирование изображения 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 устанавливает в единичное состояние, По заднему фронту 1 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 20 цифровом виде формируют линейно нарастающую функцию, При достижении этой Функцией величин, хранящихся в регистрах 6, срабатывают элементы 7 и соответствующие триггеры 8 сбра 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) последовательносдвинутых импульсов.Блок 21 осуществляет формированиеимпульсных сигналов, соответствующихмалым и большим делениям шкал и оцифровке.Формирователь 15 осуществляетсборку всех импульсных сигналов иформирует выходной сигнал, подаваемый на вход усилителя яркостного сиг,нала блока 16.При нулевом состоянии триггеров12 формирователь 14 обеспечивает подачу сигналов на входы усилителейуправления лучами цветной ЭЛТ в соответствии с алгоритмом цветового кодирования отображаемой информации,а при единичном состоянии ; подачусоответствующего импульсного сигналана усилитель управления красным лучом.Совместное воздействие на ЭЛТ усилителей управления красным, зеленым исиним лучами и усилителя яркостногосигнала обеспевает Формирование.наэкране стандартных цветных видеоконтрольных устройств цветного изображения технологических параметров в соответствии с установленным алгоритмомцветового кодирования и изменениецвета свечения любого параметра накрасный 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 входаблока 4 поступают на счетный входсчетчика 28. Счетчик 28, дешифратор27 и Формирователи 26 обеспечиваютвыделение из непрерывной последовательности строчных синхроимпульсовпачек, состоящих из 16 импульсов,выделение в каждой из Пачек первогои шестнадцатого импульсов. Каждыйпервый импульс с выхода первого формирователя 26 поступает на вход счетчика 25 и на выход блока управленияобеспечивая циклический запуск преобразователя 3. Счетчик 25 и дешифратор 23 обеспечивают последовательноеподключение каналов коммутатора 2 квходу преобразователя 3. Каждый шестнадцатый сигнал выделенной пачки импульсов поступает на вход стробирующего сигнала дешифратора 24, сигналыс. выхода которого обеспечивают за.10Формации, второй выход блока сйнхронизации через Функциональный преобразователь соединен с вторыми входамимпервых элементов сравнения, третиивыход - с вторым входом каждого первого триггера, четвертый выход черезФормирователь интервалов временис вторым входом каждого первого элемента И, пятый выход через масштабирующий блок - с вторым входом первогоформирователя сигналов, а шестой выход - с вторым входом блока индикации, выход которого связан с входомблока синхронизации, причем второйвход блока .Управления подключен квыходу задатцика допустимых значений,первый, второй и третий выходы блокауправления соединены соответственнос вторыми входами коммутатора, аналого-цифрового преобразователя и каждого регистра, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностии надежности, оно содержит второйэлемент 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 сравненияподключен к выходу функциональногопреобразователя, второй вход - к цетвертому выходу блока управления, авыход - к первь 1 м входам каждых второгои третьего элементов И, второй входкаждого второго элемента И соединенс первым выходом соответствующегопервого триггера, а выход - с первымвходом соответствующего второго триг"гера, второй вход каждого третьегоэлемента И связан с вторым выходомсоответствующего первого триггера,а выход - с вторым входом соответствующего второго триггера, выход каждого второго триггера подключен к первому входу второго Формирователя сигналов, втооой вход которого соединенс выходом формирователя интерваловвремени, а выход - с третьим входомблока индикации,9 95495пись выходного кода преобразователя3 в соответствующие регистры 6. Восьмиразрядный двоичный код, соответствующий допустимому значению входныхвеличин, с входа блока 4 поступаетна входы инверторов 29, На выходахинверторов 29, 30 образуются соответствующие парафазные сигналы, поступающие через выход блока 4 на один извходов элемента 19, осуществляющего30сравнение цифровых величин с использованием разрядных дешифраторов несоответствия.Использование предлагаемого устройства позволяет получить цветное 15изображение технологических параметров, соответствующее определенномуалгоритму цветового кодирования,на экране любого стандартного цвет-ного телевизора или монитора. Цветовое кодирование отображаемых параметров облегчит оператору идентификациюпараметров, 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 30допустимых значений, повышает точность считывания колицественных значений соответствующих параметров,что особенно важно при руцном управлении процессом, 35 Формула изобретения Устройство для контроля технологических параметров, содержащее блоксинхронизации, первый выход которого связан с первым входом блока уп- .равления, первый Формирователь сигна"лов и последовательно соединенныеблок нормализаторов, коммутатор,аналого-циФровой преобразователь имногоканальный промежуточный преобразователь цифровой информации, каждыйканал которого состоит из последова 50тельно включенных регистра, первогоэлемента сравнения, первого триггераи первого элемента И, первые входыпервого Формирователя сигналов соединены с выходами первых элементов И,55а выход - с первым входом блока индикации, первые входы регистров подклю"цены к входу многоканального промежу"точного преобразователя цифровой инИсточники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССР И 368610, кл. С 06 Г 15/46, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР И 754431, кл. О 06 Е 15/46, 1978горо Филиал ППП "Патент",роектная, 4 Ф