Многоканальное устройство для регистрации и индикации аварийных ситуаций

Многоканальное устройство для регистрации и индикации аварийных ситуаций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s G 01 0 9/00, 9/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4887326/10 (22) 29 11..90 (46) 23.02.93. Бюл. М 7 (71) Ленинградский политехнический институт им. M.È.Êàëèíèíà и Научно-технический кооператив "Электроника" (72) О.И.Гуторов, В.П.Долгополов, 0.0.3аинчковская, Л.С.Захареченко и Ф,Х.Халилов (56) Михайлов В.В. и др. Микропроцессорные гибкие системы релейной защиты. M., Энергоатомиздат, 1988, с.147, Иэобретейие относится к измерительной технике и может быть использовано для записи, хранения и регистрации аварийных .ситуаций в сложных системах.

Известно устройство записи и регистрации аварийных ситуаций в энергосистемах типа "Регистр", содержащее таймер, блок индикации in регистрации данных, двоичный счетчик номера канала, кодовые выходы которого соединены с адресными входами кодоуправляемого аналогового коммутатора, оперативное запоминающее устройство, RS-триггер, и формирователь кода адреса. схему блокировки входов, цифропечатающее устройство и устройство управления.

Также известно устройство регистрации контролирующих объектов, содержащее несколько идентичных каналов, в каждом иэ которых последовательно соедийены измерительный преобразователь, ИП схема предварительной обработки сигнала

СПОС и аналого-цифровой преобразователь АЦП.

Кроме того, в устройстве имеешься довольно сложный шифратор кода, с помощью которого вырабатывается код объекта, вы„„5U „„1796907 А1

2 (54) Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение при регистрации аварийных ситуациях в сложных системах автоматического управления. С целью повышения надежности введены второе оперативное запоминающее устройство, логические схемы И, ИЛИ и

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, О-триггер, двоичнодесятичные счетчики номера канала и кода адреса, блоки стробирования и соответствующие связи, обеспечивающие селективное управление процедурами регистрации информации. 4 ил. шедшего из строя. При обслуживании 256 (1024) объектов это устройство должно содержать 256(1024) АЦП, СПОС и т.д., т.е. оно будет очень дорогим и надежным. По совокупности существенных признаков и назначению устройство принимается за прототип. К недостаткам системы "Регистр" следует отнести: возможность потери информации, так как устройство воспринимает сигнал только первой аварийной ситуации, которая и регистрируется цифропечатающим устройством (ЦПУ). На время, отведенное для печати данных, íà все управляющие входы блока электронных ключей с блока управления поступает логический потенциал, запрещающий прием новой информации; низкая надежность в работе, обусловленная тем, что при случайном или умышленном зацеплении двух кулачков ЦПу, вся последующая информация полностью теряется; значительные габариты, вес и стоимость.

Целью изобретения являются повышение надежности N функциональной воэможности, а именно запись, хранение и отображение всех аварийных ситуаций; воэ1796907 можность многократного воспроизведения, информации, повышение быстродействия записи; возможность длительной исправной работы устройства {несколько месяцев) без участия оператора; снижение стоимости, габаритов и веса при одновременном повышении надежности работы устройства и достоверности регистрируемой информации.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для регистрации и индикации аварийных ситуаций. содержащее таймер, блок индикации и регистрации данных, двоичный счетчик номера канала, кодовые выходы которого соединены с адресными входами кодоуправляемого аналогового коммутатора и оперативного запоминающего устройства, RS-триггер и формирооатель кода адреса введены второе оперативное запоминающее устройство, логическая схема

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, D-триггер, логические схемы И, логическая схема ИЛИ, двоична-десятичные счетчики номера канала и кода адреса, два блока стробироваиия, формирователь коротких импульсов, цифровой индикатор, схема сброса, блок D-триггеров и блок управления, первый вход которого соединен с первым входом логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управляющим входом первого блока стробирования и выходом кодоуправляемого аналогов го коммутатора, второй вход — с выходом логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий вход — с выходом блока индикации и регистрации данных, четвертый вход — с выходом таймера, пятый вход — входом формирователя коротких импульсов и с выходом RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом первой логической схемы, а S-вход — с первым выходом блока управления, второй, третий и четвертый выходы которого подсоединены к соответствующим входам первого оперативного запоминающего устройства, адресные входы которого связаны со входами первой логической схемы И и с соответствующими выходами дво, ичного счетчика номера канала, счетный вход которого подсоединен к счетному входу двоична-десятичного счетчика команд и пятому выходу блока управления, а шина сброса заведена на выход схемы ИЛИ и шину сброса вышеупомянутого двоично-десятичного счетчика команд. шестой и седьмой выходы блока управления соответственно подключенй к первому и второму входам блока индикации и регистрации данных. третий вход которого соединен через вторую логическую схему И с кодовыми выходами формирователя кода адреса и адресными входами второго оперативного запоминающего устройства, выходная шина данных которого подключена ко входам блока 0-триггеров, а выходные шины данных связаны с выходами первого и второго блока стробирования, управляющие входы которых заведены на восьмой выход блока управления, девятый выход которого соединен со счетными выходами формирователя кода адреса и двоично-десятичного счетчика кода адреса, а их шины сброса подсоединены к выходу схемы сброса. выходы двоична-десятичного счетчика кода адреса соединены со входами цифро15 ваго индикатора, информационные входы второго блока стробирования соединены с выходом таймера, первой и второй входы логической. схемы ИЛИ соединены соответственно с выходом первой логической

20 схемы И и выходом формирователя коротких импульсов. десятый и одиннадцатый выходы блока управления подключены соответственно к управляющим входам второго запоминающего устройства, двенадца25 тый выход блока управленйя заведен на управляющий вход 0-триггера. тринадцатый подсоединен к стробирующему входу блока D-триггеров, выход которого соединен с информационными входами блока ин30 дикации регистрации данных, выходы двоично-десятичного счетчика каналов подсоединены к информационным входам первого блока стробирования, а входы кодоуправляемого аналогового коммутато35 ра связаны с контролируемыми обьектами.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства и приняты следующие обозначения; кодоуправляемый аналоговый коммутатор КУАК вЂ” (1). двоичный счетчик

<0 ???????????? ???????????? ???????? ????” (2), ?????????? ???????? ??????” (3) ?? (22), rs-?????????????? (4), ?????????????????????????? ???????????????? ?????????????????? ?? ???? (5), ??????????????-???????????????????? ?????????????? ???????? (8), ???????????? ???? no numeric noise key 1028,?????????? ???????????????????????? ??????-(26); ?????????????? ???????????????????? ??????-1 ?? ?????????????? ?????????????????????? ???????????????????? ??.?? (26), ??????????- ???????????????? rd 1, ?????????????????????????????? ?????????? 17, ???????????? ???? 1 2-(27) ??(28}, ????????????????- 5 ???????????????????? ?? ???????????? ???????????? ???????? 11 ????????-" ?????? ??????????. ???????????????? ????3 ???????????? ???????????????? ???????????????????? ??????-1 ????-. (29),???????????????????????????? ?????????????????? bby (30) ????????. ???? ???? ???????????? ???????? ???????????????????? ???????????????? ?????????????????? ???? 2 (31), ??????????????- ?????????????????????? ?????? (10). ??????????????????????????????????????????(32)????????????????????- . ???????? ???????????????????? ?????????????? ??????????????, rio- " ???????? ?????????? ???????????? pp (33); ??????.4 ???????? 10 ???????????????????? ???????????? ???? ?????????????????? ???????????????????? ?????????????? ?????????????? 11. ?????????? ???????????????????? ?????????????????? ??????????????????????; ?????????????????????????????? ???????? (??????????????), ???? ???????????? ??????- : ???????????????????? ?????????????????????? ????????-1 ????????-5 ?????????????????????? ???????????? .??????????????. ?????????????????????? 34-37 44 ????????????????????????????, ??????????????-??????- ???????????? ???????????? ???????????? ?????????? ?????????????????????????????? ??????-1 -(38), 15 ??????-2 ???? ????????????????????. ???? ???????????????????????? ?????????? cck-1 ??????-2-.(39) ??(40}, ????????, ?????????????????????? ?????????? ???????????????????? ?????????? ??????, ???????????? ???????????????????? ????????????, ???????????????????????????? ???? -(42) ????????- ?????????????????????? ???????????????? ???????? ???????????????? ???? 17 ???????????????????????? ???????????????? wr-2 9>

Предлагаемое устройство работает сле- аварийной ситуации в память ОЗУ-1, а вто.: дующим образом..:..:: рой для записи нового состояния контроли-"

Внешние регистрирующие приборы и. руемых объектов в память 03У-1. Это . устройства, включающие в свой состав ана- приводйт.к тому; что при последующйх:оплого-цифровые преобразователи и схемы 25 росах устройство будет реализовать на изсовпадения кодов на фиг.1 не представле- менившееся состояние этого обьекта, ны, Тактовые импульсы f ; вырабатываемые: Импульсы М/й-1 и WR — 2 совпадают по блоком управления 17, поступают на входы времени и, при использовании в ОЗУ-1 и двоичного 2 и двоично-десятичного 6 счет- . ОЗУ-2 ИМС; требующих аналогичных упчиков номера каналов и йоследовательно 30 равляющихсигналов, могут быть обьединециклически изменяют выходные коды Nejg ны, Вторая последовательность импульсов этих счетчиков, . . CS-1 совместимо с импульсом И/R-1 исКодовые выходы счетчика(2) подключе-. пользуется только для перезаписи инфорны ко входам схемы И-1(3}, ко входам адре- мации в память ОЗУ-1. саузла(1) и кадреснЫм входам ОЗУ-1-(12); 35 Импульсы RD — 1 и RD-2 должны распоВыходной код узла 2 периодически до- . лагаться примерно по середине импульсов стигает выбранного максимального значе-; .. CS-1 и С$-2. Формирование импульсов, ния Nmax, при котором каждый из на выходе . временная диаграмма которых представлесхемы 3 вырабатывается импульс, который на на фиг.2, может быть легко осуществлена через схему типа ИЛИ -(13) воздействует на 40 как на интегральных микросхемах ИМС ТТЛ шины сброса узлов 2 и.6, устанавливая их и КМОП основе, так и с помощью микропротриггера s нулевое. состояние. Это необхо- цессора. димо для того, чтобы выходные коды узлов

2 и 6 полностью совпадали, а случайный Кодовые выходы узлов 6 и 7 подсоедисбой любого из счетчиков к концу цикла 45 нены к соответствующим входам блоков опроса корректировался. Кроме того, эти стробирования 14 и 15. При изменении соимпульсы подтверждают не взведенное со- стояния контролируемых объектов, блок уп- . стояние RS-триггера — (4).. равления 17 вырабатывает сигнал .записи

С помощью кода адреса А1, вырабаты- . данных СЗД, который поступает на стробиваемогоузлом 2, осуществляется очередное 50 рующие входы. блоков стробирования 14 и подсоединение выходов внешних контроли- 15, и на время действия этого импульса выруемых обьектив через узел 1 ко входам .. ходные коды узлов 6 и 7 оказываются под. узлов 10; 14.и 17. Тот же самый код адреса ключенными к шине данных ОЗУ вЂ” 2. Таким

А1 поступает на входы адреса ОЗУ-1. С бло- образом е ОЗУ вЂ” 2 запишется информация о ка f7 на ОЗУ-1 подаются стробирующие 55 времени, соответствующем данной записи, импульсы С$-1, временная диаграмма кото- порядкового номера внешнего устройства рых представлена на фиг.2, или агрегата, изменившего свое состояние.

Как видно из временной диаграммы, на а также. сведения об авариййом состоянии каждый импульс тактовой частоты f, кото-, (-) или прекращении аварййного состояния рый изменяет состоящие младшего тригге- . (+), которое получают с выхода узла 1.

1796907

Перед записью новой информации в память ОЗУ-2 блок 17 вырабатывает импульс

C-2, который поступает на счетные входы формирователя кода адреса 19 и двоичнодесятичного счетчика кода адреса 8 и увеличивает их коды на 1. Цифровой индикатор 16 связай с кодовыми выходами узла 8 и отображает номер строки ОЗУ-2, в. которую записана последняя информация. При реализации ОЗУ-2 на ИМС типа К 537РУ10 (HM6516) и т.д. можно записать 2048 и более циклов измерения.

Таймер 7 имеет образцовый генератор частоты f> и ряд делителей частоты, кодовые выходы которых подсоединены к соответствующим входам узла t5. Кроме того, в его состав входит схема ИЛИ-НЕ. В момент изменения суток, когда выходные коды часов, минут и секунд становятся равными нулю, на .ее выходе вырабатывается логический сигнал, поступающий в блок 17, а последний вырабатывает сигнал обновления данных

СОД, который поступает на вход S RS-триг гера и взводит ега. Передний фронт этого импульса через формирователь короткого импульса (5) и схему ИЛИ (13) поступает на шины сброса узлов 2 и 6 и осуществляет их обновление. Как толька выходной кад узла

2 достигнет значения и = Nmax на выходе схемы 3 вырабатывается логический потенциал, который поступает на R вход RS-триггера и возвращает ега в исходное . состояние. Последующие импульсы, вырабатываемые схемой И, подтверждают не взведенное состояние RS-триггера, выходной сигнал которого поступает на пятый вход блока 17, а точнее на аналоговый коммутатор, который соединяет на это время шийу данных Д-1 с корпусом.

Вся информация о неисправных агрегатах, обьектах и т,д, на начало новых суток будет вновь последовательно записана а память ОЗУ вЂ” 2, В состав блока 17 входит кнопка "Запуск", с помощью которой оператор, может записать инфармацию а состоянии контролируемых объектов в любой момент времени.

При нормальной режиме рабаты выход схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ через элект. ронный коммутатор блока управления соединен са входом даннйх ОЗУ-1. Для обнуления триггеров узлов 8 и 19 используют схему сброса 9.

Время записи новой или обновления всей информации составляет десятки миллисекунд, à s обычном состоянии устройство работает в режиме считывания данных, которые поступают иэ ОЗУ-2 на входы блоке D-триггеров 2 У. Импульсы RD-2, вырвбв5

20 тываемые блоки 71, периодически поступают на страбирующий вход блока 21.

Данные блока О-триггеров поступают на блок индикации и регистрации данных

20, одна иэ возможных реализаций которого представлена на фигуре 3, Делитель частоты 24, дешифратор знакаместа 27, схема вывода данных 25, дешифратор двоична-десятичного кода в семисегментный позиционный код 28. высоковольтные усилители 30 и цифровой индикатор 31 взаимодействуют между собой, как в обычной схеме динамической индикации данных и не нуждаются в пояснении. На вход узла 24 через электронный коммутатор 26 поступают тактовые импульсы узла 23 или ат блока 17. При поступлении каждого тактового импульса на вход узла 28 подается код очередного знака и высокий логический гготенциал на соответствующий электрод цифрового индикатора 31. Код адреса А2 при этом полностью сохраняется и на цифровом индикаторе отображается информация, сауровня, вырабатываемого переключателем

"режим работы" —. 33, устройство переходит в режим считывания информации цифрапечатающим устройством LlAY 32 из памяти

ОЗУ-2. В этом режиме работы ЦПУ посылает сигнал запроса, который через электронную линию задержки 29 возвращается назад в ЦПУ. Кроме того, импульс запроса через электронный коммутатор 26 поступа35 ет на вход делителя частоты 24, изменяет его кад и с помощью СВД выдает на вход ЦПУ кад очередного знака, который необходимо отпечатать

Кроме цифровой информации, на входы

ЦПУ поступают коды "пробел", перевод строки и возврат каретки ВК, в которых не было необходимости при отображении информации на цифровом индикаторе 31.

После регистрации»а бумаге ЦПУ ин45 формации, соответствующей данному циклу измерения на выходе узла 27 вырабатывается импульс запрос ВК, который через блок

17 поступает на входы узлов 8 и 19 и подготавливает ОЗУ-2 для вывода информации

50 на ЦПУ очередного цикла аварийной ситуации. Это будет происходить да тех пор, пока оператор не отключит ЦПУ или кад А 2 не достигнет значения и йуах и на выходе схемы И вЂ” (22) не будет выработан сигнал

55 "Запрет цифропечати" — Зцп. Установив с помощью узла 9 нулевой кад счетчика 8 и фармиравателя када адреса 19 можноотпечатзть с помощью ЦПУ всю инфармацию хранящуюся в памяти ОЗУ-2. 8 блоке 17 имеется кнопка "Цикл". после каждого нз. ответствующая последнему циклу. регистра25 ции данных, При изменении логического

1796907 писания которой коды узлов 8 и 19 увеличиваются на 1, что позволяет шаг за шагом отобразить на цифровом индикаторе 31 любую, записанную в память ОЗУ-2, информацию.

Линии передачи информации, связывающих входы устройства регистрации ава.рийных ситуаций с контролируемыми объектами могут достигать 300-400 и более метров, Стоимость линий передачи информации превышает стоимость устройства регистрации аварийных ситуаций, С целью

10 затрат на линии передачи информации узел

1 целесообразно разбить на несколько однотипных уМоа, приблизив их к контроли- 15 руемым агрегатам и системам. Одна из возможных реализаций узла 1, позволяющая обрабатывать как аналоговые, так и цифровые сигналы, представлена на фиг;4.

На информационные входы XI — Xn кодо- 20 упрзвляемые аналоговых коммутаторов КУАК-1 и КУАК-2 (34) и (35) поступают аналоговые сигналы с выходом измерительных преобразователей; Айалогично на информационные входы . Vf-Чп 25 кодоуп равляемых аналоговых коммутаторов КУАК-:3 и КУАК-4 — (36) и (37) подаются логические потенциалы с другой группы измерительных преобразователей. Адресные

30 входы КУАК-1 — КУАК вЂ” 4 связаны с младшими разрядами кода адреса, который вырабатывается узлом 2, Старшие разряды кода адреса подсоединены ка входам распределителя импульсов РИ вЂ”. (39) и к адресным входам КУАК-5 — (44). Распределитель им- 35 пульсов вырабатывает последовательность сигналов "разрешения", которые поступают на стробирующий вход преобразователя уровня ПУ вЂ” (43)., При поступлении разрешающего потен- 40 циала на вход "У" КУАК-1 — КУАК-2, инфор- . мация, имеющаяся на входах Xf-Хп, последовательно передается нз аналоговый вход аналого-цифрового преобразователя

АЦП.— (38), которйй вырабатывает эквива- 45 лентный кад Nt = Vixen. Выходы АЦП (3S) . связаны с соответствующими входами порта А схем сравнения кодов ССК-1 и ССК-2 — (39) и (40). На входы порта В схемы 39 подается кад, соответствующий 50

dmin=-Nexmin, а на.другую схему сравнения кодов (40) порта В заводится кад, соответствующий Меах =- Овхввх

Выход А < 8 схемы 39 и выход А > В схемы 40 подключены па входам схемы ИС- 55

КЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.— 41. Когда уровень. входного контролируемого сигнала измерительных преобразователей ИП находится в пределах Um>n < Овх < 0аах на выходе узла

41 будет вырабатываться низкий логический потенциал, а при невыполнении этого условия вырабатывается сигнал, соответствующий "Лог.1".

Выходной сигнал схемы 41 через КУАК—

5 и стробируемый преобразователь уровня

ПУ вЂ” поступает на выход информационной линии передачи.

Так например, при контроле данным устройством состояния 256 внешних систем и объектов и четырех внешних выносных icoдоуправляемых коммутаторов, количество электропроводав сокращается с 256 до 48, а количество АЦП с 128 до 4. Логические сигналы, поступающие на входы кодоуправляемых коммутаторов КУАК-3 И КУАК-4 (36) и . (37), без преобразования поочередно через. узлы 44 и 43 поступают на выходную шину данных. Время циклического опроса 256 ИП при длине линий передач до 150-200 метров может быть сокращено до 30 — 100 мс. Вероятность того, что за зто время контролируемь|й объект может выйти из строя и вновь восстановиться близка к нулю, Формула изобретения

Многоканальное устройство для регистраций и индикации аварийных ситуаций, содержащее таймер, блок индикации и регистрации данных, двоичный счетчик номера канала, кодовые вйходы которого соединены с адресным входам кодоуправляемого аналогового коммутатора, оперативное запоминающее устройство, RS-триггер и формирователь кода адреса, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью повышения надежности, в него введены второе ойеративное запомийающее устройство, логическая схема ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, 0-триггер, логические схемы И, логическая схема ИЛИ, двоична-десятичные, счетчики номера канала и кода адреса, два блока стробирования, формирователь коротких иммпульсов, цифровой индикатор, схема сброса; блок 0-триггеров и блок управления, первый вход которого объединен с первыми входами логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и riepearo блока стробирования и соединен . с выходом кодоуправляемого аналогового коммутатора, второй вход — с выходоМ логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий вход — с выходом блока индикации и регистрации данных, четвертый вход — с выходом таймера, пятый.вход объединен с входом формирователя коротких импульсов и соединен с выходом RS-триггера, 8-вход которого соединен с первым выходом первой логической схемы И, à.S-вход — с первым выходом блока управления; второй, третий и четвертый вы1796907

11: 12 хОды которо о соединены соответственно с ния, а вторая шина данных соединена с выпервым. вторйм и третьим входами первого ходом первого блока стробирования, втооперативного запоминающего устройства, рой вход которого объединен с первым информационный вход которого объединен входом второго блока стробирования и соес соответствующими входом первой логиче- 5 динен с восьмым выходом. блока уйравлеской схемы И и соединен с информацион- ния, девятый выход которого соединей с ным выходом двоичного счетчика номера первыми входами формирователя кода адканала. первый и второй входы которого . ресайдвоично-деюмчногосче чикакодаадресА: обьединены соответственнг с одноименны- вторые входы которых сбединены с выходом ми входами двоично-десятичного счетчика 10 схемы: сброса. выход двоично-десятйчного номера канала и соедйнены соответственно счетчика кода адреса соединен с входом с выходом логической схемы ИЛИ и пятым .цифрового индикаторе, вход второго блока выходом блока управления, шестой и седь- стробирования соедйнен с выходом таймемой выходй которого соедийени соответст- ра, первый и второй входы:логической схевенйо с первым и вторйм входами блока 16 мы ИЛИ соединейы соответстеенно с индикаций и регистрации данных, третий вторым выходом первой логйческой схемы . вход которого соединен через. вторую логи- И и выходом формирователя коротких имческую схемы И с первым информационным : пульсов, девятый и десятый выходы блока выходом формирователя кода адреса. вто- .. управления соединены соответственно с рой информационный выход которого сое- 20 первым и вторым входами атарово запойи-, дивен с адресным входом второго нающего устройства; двенадцатый выход оперативного запоминающего устройства, блока управления соединен с вторым вхойервая шина данных которого объединена с: дом блока 0-триггеров; выход каторого соепервйм входом блокка D-триггеров и саади- динан с информационным входом блока нана с выходом второго блока стробирова- 25 индикацйи и регйстрации данйых, A0 М, PSI hog Н рю. со нФ 4

Составитель Ф. Халилов

Редактор Техред M.Моргентал Корректор С. Лисина

Заказ 643 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул.Гагарина, 101