Система регулирования газоперекачивающих агрегатов

Система регулирования газоперекачивающих агрегатов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„124919 (бР 4 F 04 D 27/00 F 04 В 49/00 й

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

4ь

r©

Ж с©

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3708846/25-06 (22) 11.03.84 (46) 07.08.86. Бюл. У 29 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт научного приборостроения и Ленинградское научнопроизводственное. объединение "Буревестник" (72) С.Д. Альтшуль, Г.И. Гильман, И.Т. Хряпина и Д.Д. Рубашкин (53) 621 515(088.8) (56) Патент ФРГ У 3024370, кл. G 05 В 9/03, опублик. 1982. (54) (57) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ, содержащая устройства управления, снабженные блоком ввода информации, включающим коммутатор дискретных сигналов, связанный с датчиками параметров газоперекачивающих агрегатов и первой шиной, коммутатор аналоговых сигналов, подключенный информационными и управляющими входами соответственно к датчикам параметров газоперекачивающих агрегатов и первой шине, а выходом — к аналого-цифровому преобразователю, связанному с первой шиной, блоком вывода информации, включающим распределитель дискретных сигналов, связанный. с первой шиной, и выходные усилители, подключенные входами к распределителю дискретных сигналов, а выходами — к приводам исполнительных механизмов газоперекачивающих агрегатов с входными и выходными ключами и блоком обработки информации, включающим микропроцессор, с информационными входом и выходом, установочным входом, выходом контроля, тремя входами и двумя выходами прерываний, оперативную память, модуль контроля, связанный с выходом контроля микропроцессора, и постоянную память, подключенные к второй шине, а также триггер отказа, подключенный входом к модулю контроля, устройства представления информации, снабженные пультом оператора, блоком обработки информации и дисплеем, включающим адаптер и видеоконтрольное устройство, причем первые выходы триггеров отказа блоков обработки информации устройства управления и устройства представления информации подключены к пульту оператора, в устройстве управления первый выход прерывания микропроцессора блока обработки информации подключен к первому элементу ИЛИ, второй выход триггера отказа подключен к входным и выходным ключам, включенным между первой шиной и соответственно информационными входом и выходом микропроцессора, а в устройстве представления информации информационные вход и выход микропроцессора блока обработ" ки информации, а также адаптер дисплея подключены к третьей шине, связанной с пультом оператора,,о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности,она дополнительно содержит в устройствах управления первый и второй элементы И, первые ключи, третий элемент И, последовательно соединенные четвертый элемент

И, второй элемент ИЛИ и вторые ключи, а в устройствах представления информации — пятый, шестой и седьмой элементы И, первый и второй элементы

1249199

НЕ, третьи, четвертые, пятые и шестые ключи, четвертую и пятую шины, а также общие модуль арбитра с установочным выходом, третий элемент ИЛИ и шестую шину, подключенную через третьи и четвертые ключи к третьим шинам, а через пятые ключи — к четвертым шинам, связанным через вторые ключи с первыми шинами, причем третьи шины подключены через шестые ключи к пятым шинам, связанным через первые ключи с первыми шинами, в устройствах управления первые входы третьего и четвертого элементов И подключены соответственно к первой и пятой шинам; вторые входы третьего и четвертого элементов И вЂ” соответственно к второму и первому выходам триггера отказа, а выход третьего элемента И— к второму входу второго элемента ИЛИ, первый выход триггера отказа подключен к первым ключам, второму входу первого элемента ИЛИ и первому входу второго элемента И, первый вход первого элемента И подключен к второму, выходу триггера отказа, а выход первого элемента ИЛИ подключен к модулю арбитра, в устройствах представления информации первый выход триггера ошибки подключен к адаптеру, третьим, Изобретение относится к регулированию газоперекачивающих агрегатов.

Цель. изобретения — повышение надежности.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой системы; на фиг. 2 то же, модуля арбитра.

Система регулирования газоперекачивающих агрегатов 1-3 (фиг. 1)., содержит устройства 4-6 управления, снабженные блоком 7 ввода информации, включающим коммутатор 8 дискретных сигналов, связанный с датчиками 9 параметров газоперекачивающих агрегатов и первой шиной 10, коммутатор

11 аналоговых сигналов и аналогоцифровой преобразователь 12, блоком . 13 вывода информации, включающим распределитель 14 дискретных сигналов и выходные усилители 15, входными 16 и выходными 17 ключами, блоком 18 четвертым, пятым и шестым ключам, входы пятого элемента И подключены к второму элементу И и первому элементу НЕ, первый, второй и третий входы прерываний микропроцессора подключены соответственно к пятому, шестому и седьмому элементам И, первый выход прерывания микропроцессора подключен к модулю арбитра, а его второй выход— к второму элементу НЕ и первому входу шестого элемента И, второй и третий .входы шестого элемента И подключены соответственно к первому и второму элементам НЕ, выход пульта оператора подключен к первому элементу НЕ и первому входу седьмого элемента И, адаптер связан с пультом оператора, выход третьего элемента ИЛИ подключен к первым входам шестых элементов И, выходы модуля арбитра подключены к вторым входам первого и второ,го элементов И, седьмым элементам И и к пятым ключам, установочный выход модуля арбитра подключен к установочным входам микропроцессоров блоков обработки информации устройств представления информации, а входы первых элементов И . подкличены . к входам третьего элемента ИЛИ. обработки информации, включающим микропроцессор 19, оперативную память 20, модуль 21 контроля, постоянную память 22, подключенные к второй ши5 не 23, а также триггер 24 отказа, устройства 25-27 представления информации, снабженные пультом 28 оператора, блоком 29 обработки информации и дисплеем 30, включающим адаптер 31 и видеоконтрольное устройство 32, а также первый элемент ИЛИ 33, третью шину 34, первый 35 и второй 36 элементы И, первые ключи 37, третий элемент И 38, последовательно соединен1 ные четвертый элемент И 39, второй элемент ИЛИ 40, вторые ключи 4 1, пятый 42, шестой 43 и седьмой 44 элементы И, первый 45 и второй 46 элементы НЕ, третьи 47, четвертые 48, пя- тые 49 и шестые 50 ключи, четвертую

51 и пятую 52 шины, модуль арбитра 53, 12491

3 третий элемент ИЛИ 54 и шестую шину 55.

Кроме "ого, блок обработки информации устройства представления информации (фиг. 1) содержит микропроцессор 56, оперативную память 57, постоянную память 58, модуль 59 контроля и триггер 60 отказа, а также первый 61 и второй 62 элементы И второго устройства управления, первый 63 10 и второй 64 элементы И третьего устройства управления, первый входА, второй вход В и третий вход о прерываний, первый выход А и второй выход E прерываний микропроцессора, 15 установочный выход И модуля арбитра установочный вход Г и выход Ж контроля микропроцессора.

Модуль арбитра содержит первые (фиг. 2) 65 и 66, вторые 67 и 68 и 20 третьи 69 и 70 триггеры и четвертые

71 и 72, пятые 73 и 74 и шестой

75 элементы ИЛИ, восьмые 76 и 77, девятые 78 и 79 и десятые 80 и 81 элементы И, седьмой элемент ИЛИ 82, 25 одиннадцатый элемент И 83, восьмой элемент ИЛИ 84, третий 85 и четвертый 86 элементы НЕ, первый 87 и второй 88 элементы задержки, а также выходы К,П.,М„ И и выходы П, Р мо- щ0 дуля арбитра.

Система регулирования газоперекачивающих агрегатов (фиг. 1) работает в следующих режимах.

Режим I (нерезервированный), при котором каждый газоперекачивающий агрегат обслуживает одно устройство управления и одно устройство представления информации.

Режим II (резервированный), при 4р котором в случае отказа блока обра— ботки информации устройства управления какого-либо агрегата функции блока выполняет устройство представленйя информации этого агрегата, à 45 в случае отказа устройства представления информации агрегата его функции выполняет устройство представления информации другого агрегата.

В режиме Е система работает следующим образом.

Для переключения в режим I с вы-. хода пульта 28 оператора устройства

25 представления информации подается потенциал, соответствующий логической "1", на первый элемент НЕ 45 и седьмой элемент И 44, разрешая прохождение сигналов от модуля арбит99 4 ра 53 через седьмой элемент И 44 на третий вход Б прерывания микропроцессора 56, Одновременно с выхода первого элемента НЕ 45 поступает сиг нал, соответствующий логическому

"О", на пятый 42 и шестой 43 элементы И, запрещая прохождение прерываний на первый А и второй В входы микропроцессора 56.

Таким образом, микропроцессор 56 выполняет программу, реализующую функции устройства представления информации, в случае поступления прерывания от устройства 4 управления через модуль арбитра 53 на третий вход b микропроцессора 56.

Регулирование газоперекачивающих агрегатов 1-3 осуществляется путем измерения датчиками 9 контролируемых параметров, вычисления по измеренным значениям заданных значений параметров (уставок), сравнения измеренных и заданных значений параметров, вычисления и формирования требуемых управляющих воздействий, которые поступают на приводы испоЛнительных механизмов газоперекачивающих агрегатов от выходных усилителей 15 блока

13 вывода информации. Управление блоком 7 ввода информации, блоком 13 вывода информации, вычисление управляющих воздействий и передача информации на устройство 25 представления информации осуществляются с помощью блока 18 обработки информации.

Микропроцессор 19 блока 18 обработки информации, работая по программе, хранимой в постоянной памяти 22, в начале цикла регулирования выполняет тестирование работы устройства управления. Если тестирование подтверждает исправность работы устройства управления, то далее выполняется программа регулирования, а если устройство управления неисправно, то с выхода Ж контроля поступает сигнал на модуль 21 контроля, который осуществляет контроль правильности передачи и приема информации по Второй шине 23 между микропроцессором 19, оперативной памятью 20 и постоянной памятью 22 (контроль четности) и вырабатывает сигнал ошибки в случае нарушения четности или при наличии сигнала на выходе Ж контроля микропроцессора. Сигнал ошибки поступает на триггер 24 отказа, с выхода которого сигнал отказа поступает на

1249199

При нормальной работе устройства управления выполняется программа регулирования, в соответствии с которой микропроцессор 19 подает через выходные. ключи 17 и первую шину 10 команды управления на коммутатор 8 дискретных сигналов и на коммутатор 11 аналоговых сигналов, которые осуществляют опрос датчиков 9 параметров. Сигналы дискретных датчиков с выхода коммутатора 8 дискретных сигналов поступают на первую шину 10.

Сигналы аналоговых датчиков с выхода коммутатора 11 аналоговых сигналов через аналого-цифровой преобразователь 12 также поступают на первую шину 10 и далее, как и сигналы дискретных датчиков, через входные ключи 16 на информационный вход микропроцессора 19. По измеренным значениям параметров в микропроцессоре 19 вычисляются величины управляющих воздействий и формируются команды унранления распределителем 14 дискретных сигналов. Информационные и управляющие сигналы из микропроцессора

19 через выходные ключи 17 н первую шину 10 поступают на распределитель

14 дискретных сигналов, осуществляющий пересылку управляющих воздействий через выходные усилители 15 на требуемый привод исполнительных механизмов газоперекачивающих агрегатов. По окончании цикла регулирования микропроцессор 19 формирует массивы инфор4О мации для выдачи на устройство пред— ставления информации и выдает сигнал прерывания с первого выхода А через первый элемент ИЛИ 33 на модуль арбитра 53. Последний совместно с первыми 35, 61 и 63 и вторыми 36, 62 и

64 элементами И управляет очередностью обмена информацией, поступающей от устройств;. 4-6 управления в устройства 25-27 представления информации. Первые элементы И 35, 61 и 63 формируют сигналы прерывания для микропроцессоров устройстн представления информации н резерниронанном режиме работы системы (режим II) при исправной работе .блоков 18 обработки информации устройств 4-6 управления, а вторые элементы И 36, 62 и 64

20 пульт 28 оператора и включает индикатор неисправности, по которому оператор принимает решение о переводе системы в режим II.

5 при неисправной работе блоков 18 обработки информации.

Входы модуля арбитра 53 (фиг. 2) подключены к устройствам управления (выход первого элемента ИЛИ 33 на фиг. 1) и к устройствам представления информации (первый выход Д микропроцессора 56 на фиг. 1). Сигнал прерывания, поступающий от каждого устройства управления, подается на отдельный канал обработки (входы К,Л на фиг. 2), причем в каждом канале обработки сигналов прерываний первый триггер 65 (для канала K ), триггер 66 (для канала h ) используются для запоминания сигнала прерывания, второй триггер 67 (68) — для запрета прохождения сигнала прерывания на третий триггер 69 (70) так, что сигнал прерывания, появившийся первым, проходит, например, с выхода первого триггера 65 через десятый элемент ,И 80 на третий триггер 69 и на выход

П, одновременно запрещая прохождение на выходы модуля арбитра остальных сигналов прерывания до окончания обработки первого сигнала подачи сигнала запрета через шестой элемент

ИЛИ 75 на второй триггер 68, срабатывание которого препятствует прохождению сигнала через десятый элемент И 81. После обработки первого сигнала прерывания на входе М подключенном к соответствующему устройству представления информации, появляется и сигнал, который через седьмой элемент ИЛИ 82, восьмой элемент И 76 и четвертый элемент ИЛИ 71 поступает на первый триггер 65 и приводит его и исходное состояние.

Этот же сигнал, поступая через второй элемент 88 задержки и восьмой элемент ИЛИ 84, сбрасывает третий триггер 69, и, поступая через первый элемент 87 задержки, девятый элемент И 78, четвертый элемент НЕ 86 и пятый элемент ИЛИ 74, сбрасывает второй триггер 68, разрешая прохождение очередного сигнала прерывания после выдачи сигнала общего сброса на установочный выход И через одиннадцатый элемент И 83. В исходное состояние модуль арбитра приводится подачей сигнала на установочный вход.

Таким образом, если устройство 4 управления (фиг. 1) первым выполняет цикл регулирования и формирования

7 124 массива для устройства 25 представления информации, то сигнал прерывания с выхода этого устройства управления проходит через модуль арбитра 53, поступает на пятые ключи 49 и через седьмой элемент И 44 — на третий вход 5 прерываний микропроцессора 56 и переводит его в режим выполнения программы тестирования, приема и обработки массивов информации, сформированных устройством 4 управления.

Сигналы прерываний, поступающие от других устройств (5 и 6) управления, запоминаются в модуле арбитра и задерживаются до окончания работы устройства 25 представления информации.

Сигнал, поданный на пятые ключи

49, разрешает прохождение информации от микропроцессора 19 через выходные ключи 17, первую шину 10, вторые . ключи 41, предварительно открытые сигналом от первой шины 10 через третий элемент И 38 и второй элемент

ИЛИ 40, через четвертую шину 51, пятые ключи 49, шестую шину 55 и третьи ключи 47 на третью шину 34 и на информационный вход микропроцессора 56.

Микропроцессор 56 выполняет программу тестирования устройства 25 представления информации и в случае неисправности сигнал с выхода триггера 60 отказа поступает на индикатор пульта 28, по которому оператор принимает решение о переводе системы в режим II. При отсутствии неисправности микропроцессор 56 переходит к выполнению программы обработки массивов информации, поступающих от устройства 4 управления, которая обеспечивает выдачу по запросу с дисплея

30 требуемых сведений о режимах работы газоперекачивающего агрегата, значений контролируемых параметров, характеристик процесса регулирования, а также аварийной сигнализации. По окончании работы устройства представления информации с первого выхода А микропроцессора 56 поступает сигнал прерывания на модуль арбитра 53, разрешающий обработку сигналов прерываний от других устройств управления.

В режиме II (с резервированием) ,система работает следующим образом.

Для переключения в режим II с выхода пульта 28 оператора устройства

25 представления информации подается логический "0" на первый элемент

Резервирование устройств представления информации осуществляется за счет приема каждым устройством представления информации массивов информации от всех устройств управления

9199 8

НЕ 45 и седьмой элемент И 44 и разрешает прохождение на первый А и второй В входы микропроцессора 56 сигналов прерываний, управляющий выполнением программ резервирования, запрещая одновременно прохождение через седьмой элемент И 44 на третий вход

Б микропроцессора 56 .сигнала прерывания, организующего нерезервирован10 лый режим работы системы.

В случае отказа блока 18 обработки информации устройства 4 управления сигнал с выхода триггера 24 отказа отключает информационный вход и

15 выход микропроцессора 19 воздействием на входные 16 и выходные 17 ключи и . запрещает прохождение сигналов прерывания с выхода модуля арбитра 53 через первый элемент И 35.

20 Одновременно сигнал с другого выхода триггера отказа поступает на модуль арбитра 53 через первый элемент ИЛИ 33, разрешает прохождение информации с пятой шины 52 на первую

25 шину 10 воздействием на первые ключи 37, разрешает прохождение сигналов прерывания с выхода арбитра 53 через второй элемент И 36 и разрешает воздействием на четвертый эле30 мент И 39 прохождение сигналов управления вторыми ключами 41 от пятой шины 52. Сигнал с выхода модуля арбитра 53 через второй элемент И 36 и пятый элемент И 42 поступает на первый вход 4 микропроцессора 56 и передает управление на программу, по которой блок 29 обработки информации устройства 25 представления информации начинает выполнять дополнительно функции блока 18 обработки информации устройства 4 управления.

При этом обмен информацией с датчиком 9 и приводами исполнительных механизмов, а также управление ком45 мутаторами 8 и 11 и распределителем 14 осуществляется с помощью Микропроцессора 56 от третьей шины 34 через шестые ключи 50, пятую шину 52, первые ключи 37 и первую шину 10, а от первой шины 10 — через вторые ключи 41, четвертую шину 51, пятые ключи 49; шестую шину 55 и третьи ключи 47. на третью шину 34.

9 124 следующим образом. Так как модуль арбитра обеспечивает поочередную обработку сигналов прерываний, поступающих от устройств управления, то к шестой шине 55, являющейся общей для всех устройств представления информации, поочередно через вторые ключи 41 и пятые ключи 49 под" ключается каждое устройство управления и передает через шестую шину 55 массивы информации. В это время от

Модуля арбитра 53 через третий элемент ИЛИ 54, через шестые элементы

И 43 всех устройств представления информации на вторые входы всех микропроцессоров 56 поступает сигнал прерывания, который передает управление на прием информации с шестой шины 55 через третьи ключи 47..

При обработке сигнала прерывания от следующего устройства управления массивы информации, подготовленные этим устройством управления, через шестую шину 55 попадают во все устройства представления информации.

Разделение массивов информации и размещение их в соответствующих участках памяти осуществляется при помощи сигнала прерывания, поступающего с установочного выхода модуля арбитра 53 на все установочные входы Г микропроцессоров 56 после обработки прерывания от каждого устройства управления.

Таким образом, в каждом устройст.ве Представления информации имеются

9199

1О массивы информации, поступающие от всех устройств управления, что позво ляет испольэовать любые устройства представления информации для получения информации о любом газоперекачивающем агрегате.

При выполнении блоком 29 обработки информации устройства 25 представления информации функций блока 18

10. обработки информации устройства 4 управления с выхода микропроцессора

56 поступает сигнал прерывания на, шестые элементы И 43 всех устройств представления информации. 0дновре"

15 менно этот сигнал поступает через второй элемент НЕ б на другой вход шестого элемента И 43, запрещая прохождение сигнала прерывания на второй вход 9 микропроцессора 56, уст20 ройства 25 представления информации, в то время, как в устройствах 26 и

27 представления информации сигнал прерывания проходит через шестые .элементы И из-за отсутствия запрета, попадает на вторые входы Ь микропроцессоров и передает управление на при. ем информации с шестой шины 55. Таким образом, блок 29 обработки информации устройства 26 представления

30 инфОрмации формирует массивы информации так же, как блок 18 устройства

4 управления и пересыпает на шестую шину 55, а остальные устройства пред" ставления информации работают s режиЗ5 ме приема, обработки и индикации этой информации.

1249199

1249199

Составитель А. Барашников

Техред К.Попович

Редактор О. Головач

Корректор В, Бутяга

Тираж 586

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4214/34

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4