1018140 - Устройство для передачи телеизмерений

Устройство для передачи телеизмерений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ по авт. св. № 746670, о тли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения Нсшежности устройства , в него введен блок контроля анализатс а погрешностей, первые, вторые и третий выходфл анализатора погрешностей соединены соответственно с первыми, втоЕяями и третьим входами блока контроля анализатора погрешностей , четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока с 1итывания и выходом ждущего мультивибратора, вход сброса щ еобразователя погрешности аппроксимации в каждом измерительном канале подключен к соответствующему первому выходу анализатора погрешностей, третий выход которого соединен с управлякхоим входом анашого-циффового преобразователя , управляю ций выход которого соединен с управлякпщм входом блока считывания. 2. Устй)0йство по п. 1, отличающееся тем, что анализатор погрешностей выполнен на. распределителе импульсов, триггере, счетчике, дешифраторе, усилителе, пороговом .элементе, элемрнтё памяти, элементаз И и ключах, выходы ключей объединены и подключены кпервому входу элемента памяти, выход которого через последовательно соединенные усилитель и пороговый элемент соедзинены с входом счетчика, выходы счетчика соединены через дешифратор с первыми .входами первых элементов И, зтеорае входы котор ис объедин ны с вторым входом элемента памяти и первым входом триггера и подключены к первому выходу распределителя импульсов , выход триггера соединен с первым входом втсфого элемента И, выход Kotopioro соединен с вторым входом счетчика и входом распределителя импульсов, вторые выходы ко (О торого соединены с первыми входами ключей, вторые входу ключей, второй вход триггера, второй вход второго элемента И подключе:ш соответственно к первьол, второму и третьему входам анализатора погрешностей, выходы первых элементов И, выходы счетчика и выход распределителя импульсов соединены соответственно с первыми , втсфыми и третьим выходами анализатора погрешностей. ОС 3. Устройство по п. 1, отS личающееся тем, что блок ;контроля анализатора погрешностей выполнен на сумматоре, регистре, пороговом элементе, триггерах, дифференцирую11 (их элементах, элементах ИЛИ, элементе И и индикаторе, каходы регистра через дифференцирующие элементы соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого триггера, выход первого триггера соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, ыход сумматора через пороговый /элемент соединен с первым входом

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОСЯВ

РЕОЪБЛИН

ЪФЮ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aaxopmossv срщет льствм

1(61) 746670 (21) 3395583/18-24 . (,22) 12. 02. 82 (46) 15. 05. 83. Бюл. 9 18 (72) E.М. Антонюк, А.Ф. Родимов и

P.È. Родимова (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 621 398(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство

СССР Р 746670, кл. С 08 С 19/28, 1978 (прототип).

2. Авдеев Б.Я., Антонюк E.И. и щ». Адаптивные телеизмерительные системы. Л., "Энергоиздат", 1981, .с. 37-45. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ,ЖЕЛЕИЭИЕРЕНИЙ цо авт. св. М 746670, о т л и ч .а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введен блок контроля анализатора погрешностей, первые, вторые и третий выходы анализатора погрешностей соединены соответственно с первыми, вторыми и третьим входами блОка контроля анализатора пОгрешностей, четвертый и пятый входи которого соединены соответственно с вторым выходом блока считывания и выходом ждущего мультивибратора, вход сброса преобразователя погреш-ности аппроксимации в каждом измерительном канале. подключен к соответствующему первому выходу анализатоРа погрешностей, третий выход которого соединен с-управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока считывания.

2; Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что анализатор погрешностей выполнен на. распределителе импульсов, триггере, счетчике, дешифраторе, усилителе, пороговом,SUÄÄ 1018140 A.элементе, элементе памяти, элементах

И и ключах, выходы ключей объединены и подключены к первому входу элемента памяти, выход которого через последовательно соединенные усилитель и пороговый элемент соединены с первым входом счетчика, -выходы счетчика соединены через дешифратор с первыми входами первых элементов

И, вторые входы которых объединены с вторым входом элемента памяти и первым входом триггера и подключены к первому выходу распределителя импульсов, выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика и входом распреде- Е

Яителя импульсов, вторые. выходы которого соединены с первыми входами ключей, вторые входы ключей, второй вход триггера, второй вход второго элемента И подключены соответственно к первьвю, второму и третьему входам Я анализатора погрешностей, выходы первых элементов И, выходы счетчика и выкод распределителя импульсов . соединены соответственно с первыми, вторыми и третьим выходами анализатора погрешностей.

3. Устройство по п. 1, о твЂ” ,:9Е .л и ч а ю щ е е с я тем, что блок .М® контроля анализатора погрешностей «ф;ь выполнен на сумматоре, регистре, пороговом элементе, триггерах, дифФеренцирующих элементах, элементах ИЛИ, элементе И и индикаторе, выходы регистра через дифференцирующие элементы соединены с входами

nepaoro элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого триггера, выход первого триггера соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход сумматора через пороговый

;элемент соединен с первым входом

1018140 второго триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ,. выход которого подключен к входу индикатора, входы сумматора, первые и второй входы регистра, объединенные вторые входы

Изобретение. относится к телеизмерениям, может применяться в телемеханике, в системах автоматического контроля и т.п.

По основному авт. св. Р 746670 5 известно устройство для передачи телеизмерений, содержащее в каждом канале преобразователя погрешности аппроксимации (ППА), дифференцирующий элемент, триггер, элемент

И, блок индикации и ключ. Кроме того,устройство содержит генератор тактовых импульсов (ГТИ3, анализатор погрешностей, ждущий мультивибратор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок считывания, причем информационные входы IIIIA u ключей соединены с входами устройства, выходы IIIIA подключены к первым входам анализатора погрешностей и к входам дифференцирующих элементов, выходы которых соединены с нулевыми входами триггеров, единичные выходы которых подключены к первым входам элементов И, выходы которых соединены с входами блоков индикации. Первые выходы анализатора погрешностей подключены к управляющим входам ключей, выходы которых соединены с информационным входом АЦП, информационные входы которого соеди-. ЗО нены с информационными выходами АЦП, вторые выходы которбго соединены с адресными входами блока считывания, первый управляющий выход которого подключен.к третьему входу анализа- 35 тора погрешностей, а второй выход к единичным входам триггеров и к входу ждущего мультивибратора, выход которого соединен с вторыми входами элементов И, выход ГТИ под- 4О ключен к второму входу анализатора погрешностей, выход блока считывания является выходом устройства(1

Недостатком этого устройства яв-, ляется отсутствие контроля за рабо/ той анализатора погрешностей, в то время как устройства контроля остальных блоков имеются или известны. Неисправность анализатора погрешностей может привести к тому, что в канал связи будет передавать-, 5О

l ся либо неверная информация, либо

Формация только одного канала. триггеров и второй вход элемента

И подключены соответственно к первым, вторым, третьему, четвертому и пятому входам блока контроля анализатора погрешностей.

Цель изобретения вЂ” повышение наДежности устройства и расширение его функциональных возможностей за счет введения контроля за работой анализатора погрешностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи телеизмерений введен блок контроля анализатора погрешностей, первые, вторые и третий выходы анализатора погрешностей соединены соответственно с первыми, вторыми и третьим входами блока контроля анализатора погрешностей, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока считывания,и выходом ждущего мультивибратора, вход сброса преобразователя погрешности аппроксимации в каждом измерительном канале подключен к соответствующему первому выходу анализатора погрешностей, третий выход которого соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, управляющий выход которого соединен с управляющим входом блока .считывания.

Кроме того, анализатор погрешностей выполнен на распределителе импульсов, триггере, счетчике, дешифраторе, усилителе, пороговом элементе, элементе памяти, элементах И и ключах, выходы ключей объединены и подключены к первому входу элемента памяти, выход которого через последовательно соединенные усилитель и пороговый элемент соединены с первым входом счетчика, выходы счетчика соединены через дешифратор с первыми входами первых элементов

И, выход которого соединен с вторым входом счетчика и входом распределителя импульсов, вторые выходы которого соединены с первыми входами ключей, вторые входы ключей, второй вход триггера, второй вход второго элемента И подключены соответственно к первым, второму и третьему

1018140 входам анализатора погрешностей, выходы первых элементов И, выходы счетчика и выход распределителя импульсов соединены соответственно с первыми, вторыми .и третьим выходами анализатора погрешностей.

Блок контроля анализатора погреш.ностей выполнен. на сумматоре, регистре, пороговом элементе, триггерах, дифференцирующих элементах, элементах ИЛИ, элементе И и индикаторе, выходы регистра через дифференцирующие элементы соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу перного триггера, выход первого триггера соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход сумматора через пороговый элемент соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента

ИЛИ, выход которого подключен к входу индикатора, входы. сумматора, первые и второй входы. регистра, объе- . диненные вторые входы триггеров и второй вход элемента И подключены соответственно к первым, вторым, третьему, четвертому и пятому входам блока контроля анализатора погрешностей..

На чертеже изображена структурная схема устройства для передачи телеизмереяйй ..

Устройство содержит преобразователь 1 погрешности аппроксимации .

f ППА),-предназначенные для выработки напряжения, проиорционального погрешности аппроксимации, дифференцирующие элементы-2-, предназначенные для формирования сигналов сброса триггеров 3, служащих для фик- . .сации состояйия неисправности ППА 1, элементы И 4, предназначенные для определения наличия срабатываний . tIIIA 1 за время, задаваемое ждущим мульвибратором 5, блоки 6 индикации, отображающие результаты контроля IIHA .1, ключи 7, служащие для подключения измеряемых величин ко входу аналого-цифрового преобразователя {,ЛЦП ) 8, блок 9 считывания, предназначенный для преобразования

I параллельного кода в последовательный и дпя выдачи его в-канал связи, анализатор 10 погрешностей, служа» щий для определения измерительного канала с наибольшей погрешностью аппроксимации.

Аанализатор 1О погрешностей может быть реализован с помощью ключей 11, служащих для переключения напряжений при анализе величин по.грешностей, распределителя 12 им-. пульсов,.управляющего работой аиализатора 10 погрешностей, элемента

13 памяти, аналогового запоминающе- . го блока, запоминающего напряжение, пропорциональное максимальной погрешности аппроксимации, импульсного усилителя 14, служащего для усиления приращения погрешности аппрокси. мации, порогового элемента 15, пред-. назначенного для ограничения сигналов, поступающих с..усилителя 14 счетчика 16, служащего для фиксации адреса канала с наибольшей погрешностью, дешифратора 17, преообразующего двоичный код адреса в позиционный, элементов И 18, управляющих переключением ключей 7, триггера 19 и элемента H 20, служащих .для запуска распределителя 12 импульсов.

Ероме того, устройство для передачи телеизмерений содержит гене-. ратор тактовых импульсов (ГТИ) 21, 20 служащий для синхронизации работы устройства и блок 22 контроля анализатора погрешностей, который может быть реализован, например, при помощи параллельного регистра 23, 25 служащего для запоминания адресов опрашиваемых каналов, дифференцирующих элементов 24 и элемента ИЛИ 25, служащих для определения наличия переключений анализатора 10 поЗ0 грешностей, триггера 26, фиксирующего отсутствие функционирования анализатора 10 погрешностей, элемента И 27, предназначенного для определения наличия переключений

З5. анализатора 10 погрешностей за определенное время, суьакатора 28, выполненного, например, на резисторах и осуществляющего суммирование выходных сигналов. анализатора 10 погрешностей, порогового элемента

40 29, служащего для определения появления на выходах анализатора 10 погрешностей более чем одного сигнала одновременно, триггера 30, фик-. сирующего неправильную работу ана45 лизатора 10 погрешностей, элемента

ЛИ 31, объединяющего сигналы несправностей, и индикатора 32, оторажающего результаты контроля аназатора 10 погрешностей.

- Устройство работает следующим образом.

B каждом измерительном канале 33

ИПА 1 непрерывно анализируют входной сигнал..Выходное напряжение

ППА 1, пропорциональное погрешности аппроксимации, поступает на информационнще входы ключей 11 анализатора 10 погрешностей. По сигналу

"Начало цикла", который вырабатывает блок 9 считывания. на первом уп60 равляющем выходе, триггер 19 переходит в единичное состояние, и импульсы от ГТИ 21 начинают поступать через элемент И 20 на вход распределителя 12 импульсов, который

65 при помощи ключей 11 начинает пооче1018140 редно подключать напряжения с выходов ППА 1 на вход элемента. 13, который запоминает величину максимальной погрешности аппроксимации, причем, если погрешность какого-либо канала превышает напряжение погрешности предыдущего канала, на выходе импульсного усилителя 14 возникает сигнал, формируемый далее пороговым элементом 15. Сигнал с выхода порогового элемента 15 сбрасывает счетчик 16 в положение, соответствующее количеству каналов устройства. В дальнейшем, если погрешность аппроксимации не превышает погрешность предыдущего канала, сброса счетчика 16 не происходит, а сигна лы от ГТИ 21, поступающие на другой вход счетчика 16, уменьшают с каж дым тактом число, записанное в счет.чике 16 на единицу. К концу работы распределителя 12 импульсов в счетчике 16 оказывается записан код адреса канала с наибольшей погрешностью аппроксимации. Дешифратор

17 преобразует двоичный код адреса в поцизионный. Сигнал на выходе переполнения распределителя 12 импульсов перебрасывает триггер

19 в нулевое состояние, запрещая прохождение импульсов на вход распределителя 12 импульсов, сбрасывает элемент 13 памяти, переписывает адрес выбранного канала в регистр 23, через элемент И 18 открывает ключ 7 канала с максималь- ной погрешностью и дает команду начала работы АЦП 8. Входной сигнал выбранного канала, преобразуется с помощью АЦП 8 в код. По окончании преобразования АЦП 8 выдает управляющий сигнал, разрешающий работу блока 9 считывания. Параллельный код информации с выхода АЦП 8-и код адреса с выхода анализатора 10 погрешностей поступает в блок 9 считывания, где образуется последовательный код, который передается в канал связи. По окончании считывания блок 9 считывания формирует сигнал "Начало цикла", и далее работа устройства продолжается аналогично. В момент выбора конкретного канала 33 ППА 1 этого канала сбрасывается, т.е. выходное напряжение

IIIIA 1 уменьшается до нуля. На выходе дийференцирующего элемента 2 появляется импульс, воздействующий на триггер 3. Первоначально триггер

3 сигналом от блока считывания 9, идущим через определенное число циклов работы устройства, устанавливается в единичное состояние.

Сигнал с выхода дифференцирующего элемента 2 сбрасывает триггер 3 в ноль.. По окончании заранее установленного времени, определяемого динамическими свойствами вхогчых сигналов, на выходе ждущего мульти-, функционирования, т.е. проверяется наличие изменения адресов выбираемых для передачи каналов. Если в течение времени, заданного жду1 щим мультивибратором 5, не происходит изменения адреса опрашиваемогоканала, на выходе регистра 23 не прбисходит изменения сигналов, следовательно, дифференцирующие элементы

24 не срабатывают, и триггер 26 остается в единичном состоянии, в которое он был установлен первоначаль- но вторым управляющим сигналом с выхода блока 9 считывания. Срабатывает элемент И 27, и сигнал с

25 его выхода через элемент. ИЛИ 31 поступает на вход индикатора 32, который индицирует неисправность анализатора 10 погрешностей.

Во-вторых, фиксируется неисправк т

Т + т

45 вибратора 5 появляется единица.

Если за укаэанное время какой-либо из триггеров 3 не вернется в нуле-, вое состояние, срабатывает элемент

И 4 соответствующего канала 33 и засвечивается соответствующий"индикатор 32.

Контроль работы анализатора 10 погрешностей осуществляется по двум направлениям.

Во-первых, производится контроль ность, приводящая к появлению сигналов одновременно на двух и более шинах первых выходов анализаторов 10 погрешностей. Если сигналы появляются более, чем на одном выходе, сумматор 28 выдает сигнал, превы шающий напряжение уставки порогового элемента 29, который срабатывает и перебрасывает триггер 30 в единичное состояние. Предварительная установка триггера 30 в нулевое состояние производится сигналом с второго управляющего выхода блока

9 считывания. При неисправности сигнал "единица" с единичного выхода триггера 30 через элемент ИЛИ 31 поступает на вход индикатора 32, в котором осуществляется индикация неисправности.

Одним из основных показателей надежности в соответствии с ГОСТ

13377-75 "Надежность в технике. Термины и определения" является комплексный показатель вЂ” коэффициент готовности объекта. Коэффициент готовности объекта характеризует вероятность того, что объект находится в работе, а не в состоянии обслуживания по восстановлению работоспособности где Т вЂ” среднее время наработки на отказ;

1018140

Т вЂ” среднее время восстановления работоспособности объекта.

Если объект контролируется непрерывно, как в предлагаемом устройстве, то K - 1.

В этом случае коэффициент готовности увеличивается примерно в . раз.

Кг Т+Тз Тв . ф"= = =.1 + вЂ”, (2)

Кг Т Т (к) где К „ 1 - коэффициент готовности объекта со встроенным блоком 22.

Пусть, например, время восстановления составляет 10% от времени наработки на отказ. Тогда введение блока 22 контроля анализатора погрешностей увеличивает его показатель надежности в соответствии с формулой (2 ) примерно на 10%. Так как объем аппаратуры анализатора по- . грешностей примерно: равен половине объема аппаратуры всего устройства для передачи телеизмерений, коэффициент готовности последнего увеличивается приблизительно на 5%.

С другой стороны, так как анализатор погрешностей управляет рабо- 30 той всего устройства для передачи телеиэмерений, неиеправность анализатора приводит к отказу всего устройства. Поэтому при ответственных измерениях с целью увеличения на-- 3$ дежности применяют "горячее" ре-. зервирование управляющей аппаратуры; т.е. ее дублирование. Введение ,непРерывного контроля анализатора . погрешностей позволяет избежать такого дублирования, что сокращает аппаратурные затраты примерно в

1,5-2 раза.

Приведем даннье по технико-экономической эффективности предлагаемого устройства для передачи телеизмерений по сравнению с базовым объектом. За базовый объект принята информационно-измеригельная система (ИИС)/K734, .так как она решает задачи, аналопичные задачам предлагаемого устройства - сбор и первичную обработку информации ьт датчиков и является одной из распространенных современных систем, применяемых для указанных целей °

Технической задачей изобретения является создание высокоэффективного и надежного устройства для передачи телеизмерений. ИИС К 734 имеет до 100 измерительных каналов, коммутируемых с постоянной часто-той до 200 канал/с. В предлагаемом устройстве использован принцип адаптивной коммутации, позволяющий за счет устранения избыточных отсчетов (сжатия) при той же частоте посылок в линию связи увеличить количество обслуживаемых каналов в

Кс раз, где Кс - коэффициент сжатия.

Для более простых и распространенных алгоритмов ППА с. экстраполяцией нулевого и первого порядков Кс Ф

«3 f2)(c учетом необходимости адресации посылок ). Таким образом, возможно использование одного предлагаемого. устройства взамен трех базовых объектов. Стоимость одной ИИС

К 734 составляет около 30 тыс.рублей. С учетом тьго, что предлагаемое устройство приблизительно в

1 5-2 раза сложней базового объекта, его стоимость можно оценить в 60 тыс.рублей. Тогда экономический эффект от использования изобретения равен ориентировочно

30 тыс. рублей на одно предлагаемое устройство.

1018140

Составитель Н. Бочарова

Редактор Л. Алексеенко ТехредМ.Гергель

Корректор В. Гиряк

Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3548/49 Тираж 618

ВНИИПИ ГОсударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Устройство для передачи телеизмерений

Патент 1018140