Многоканальное устройство для сбора и предварительной обработки данных при испытаниях электроподвижного состава

Многоканальное устройство для сбора и предварительной обработки данных при испытаниях электроподвижного состава

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалн стмческмк

Республик (>928366 (61) Дополнительное к ввт. свил-ву (51)M. Кл.

С 06 г 15/46 (22) Заявлено 14.04.80 (2I ) 2950848 j18 24 с присоелннением заявки М

3Ъаудерстекниый камнтет (23) Приоритет— ло делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.05.82. Бюллетень № 18 (53) УДК 681. . 325.22 (088.8) Дата опубликования описания 19.05,82 (72) Авторы изобретения

А. А. Хвцкелевич, Л. A. Мугинштейн, A. Л. Лисищун и A. В. Андреев

° °

""\

Ф научи Я Н анспврщ( (7! ) Заявитель

Всесоюзный орцена Труцового Красного Знамени исслецовательский институт железноцорожного т (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА

И ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ПРИ

ИСПЫТАНИЯХ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано на железноцорожном транспорте при испытаниях электропоцвижного состава.

Известно устройство цля обработки данных, поступающих от источников инфор5 маций (цвтчиков параметров), соцержашее схему сравнения, блок памяти, регистр, блок сопряжения, сумматор, коммутатор(1).

Однако это устройство не позволяет t0 производить обработку данных при испытаниях электропоцвижного состава.

Наиболее близким по технической сущности к прецлагвемому является устройство цля измерения и регистрации тяго!

5 вых параметров при испытаниях электроподвижного состава, содержащее кварцевый генератор, датчики измеряемых параметров с преобразователями, выполненными в вице цифровых приборов, коцо20 вые выходы которых соецинены со вхоцами блока кодовых ключей, в выхоцы синхронизации подключены ко входам блока контроля окончания измерения, выхоцы которого поцключены ко вхоцам блока совпадения, друже входы которого соединены с выхоцвми распрецелителя, а выхоцы — с управляющими вхоцами бл ка кодовых ключей и входом узла запус- ка регистрации, блок времени, один выход которого соединен со вхоцамн внешнего запуска цифровых приборов на измерение и узла запуска регистрации, а цругойсо вхоцами блока совпадения и блока контроля окончанитт".,измерения.

В цанном устройстве прецусмотрен пассивный блок ре гистрвции информации (например перфоратор,магнитограф и т.ц., который регистрирует данные по сигналу от узла запуска регистрации и по окончании регистрации вьшает сигнал, переключающий распределитель на слецуюший канал(21

Однако это при подключении электронной вычислительной машины (ЭВМ ) привопит к нерациональному ее использованию. В этом устройстве опрос вхоцных каналов произвоцится строго в определи.н»» ной последовательности, что созцает бо»

92836

3 лысой обьем "лишней" информации, если необходимо регистрировать не все, а .лишь, выборочно несколько каналов. Кроме того, полученные результаты могут быть обработаны лишь после окончания испытаний, что не позволяет использовать полученные данные при планировании следующих опыгных поездок.

Ueab изобретения — повышение производительности устройства.

30 . Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее кварцевый генератор, блок памяти номеров каналов, дешифратор кода номера опрашиваемого канала, таймер, блок сравнения, блок ком- мутании, узел запуска регистрации и в каждом канале датчик измеряемого параметра, выход которо го соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, информационные выходы аналого-дифровых преобразователей соединены соответси венно с информационными входами блока коммутации, управляющие входы соединены соответственно с входами блока памя ти номеров каналов, управляющие входы подключены к первому входу таймера, второй выход которого соединен с управляющими входами блока памяти номеров каналов и блока сравнения, входы которого соединены соответственно с выходами блока памяти номеров каналов и дешифратора кода номера опрашиваемого канала, управляющий выход которого сое динен,с входами установки исходного состояния блока памяти нвмеров каналов и узла запуска регистрации, вход которо- З5 го соецинен с выходом блока сравнения, другие выходы которого подключены соответственно к управляющим входам блока коммутации, управляющий вход узла запуска регистрации подключен к перво<0 му выходу таймера, введены, :узел блокировки и блок ввода-вывода, вход-выход которого являются соответственно выходом-входом устройства, уппавляющий вход блока ввода-вывода одключен к выходу узла запуска регистрации, инфор.MBQHOBHbIB ВХОДЫ И ВЫХОДЫ СОЕДИНЕНЫ соответственно с выходами блока коммутаниии входами дешифратора кода номера опрашиваемого канала, выход кварцевого генератора подключен к входу узла блокировки, вход установки исходного состояния которого соединен с управляющим выходом дешифратора кода номера опрашиваемого канала, а выход подключен к входу т ай мер а.

Ф

Кроме того, в устройстве блок ввода-вывода содержит элементы И,НЕ, И6

ИЛИ, элемент задержки и узел сопряжения, вход и выход которого являются соответственно входом и выходом блока, информационные входы являются информационными входами блока, информационные выходы узла сопряжения и выход элемента И являются информационными выходами блока, вход узла сопряжения соединен с выходом элемента И-ИЛИ, первый выход соединен с первым входом элемента И-ИЛИ и входом элемента НЕ, второй выход подключен к первому вхопу элемента И и к входу элемента задержки, выход которого соединен с вторым и третьим входами элемента И-ИЛИ, четвертый вход которого является управляющим входом блока, пятый вход элемента ИИЛИ и второй вход элемента И соединен с выходом элемента HE.

Узел запуска регистрации содержит элемент И, триггер и формирователь импульсов, вход которого является входом узла, входы триггера являются соответственно управляющим входом и входом установки исходного состояния узла, выходы триггера и формирователя импульсов соединены соответственно с входами элемента И, выход которого является выходом узла.

На фиг, 1 представлена блок-схема системы;. на фиг. 2 — временная диаг рамма управляющих сигналов "Запуск и

"Конец измерения; на фиг. 3 - схема таймера; на фиг. 4 - схема блока, памяти номеров каналов на фиг. 5 — схема дешифратора кода номера опрашиваемого канала; на фиг. 6 — схема узла запуска регистрапии; на фиг. 7 — схема устройства ввода-выводаэ на фиг. 8 — временные диаграммы работы блока сопряжения с вычислительной машиной.

Устройство содержит кварцевый генератор 1, датчики 2 измеряемых параметров, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 3, блок 4 коммутации; блок 5 памяти номеров каналов, блок 6 сравнения, дешифратор 7 кода номера опрашиваемого канала, узел 8 запуска регистрации, таймер 9, ЭВМ 10, блок 11 ввода-вывода, узел 12 блокировки, декады 13

16 двоично-десятичного счетчика, дешифраторы 17-20, элементы И 21-23, регистр 24, триггер 25, регистр 26, дешифратор 27, триггер 28, формирователь

29 импульсов, элемент И 30, элемент

HE 31, элемент И 32, элемент 33 задержки, элемент И-ИЛИ 34, узел 35 сопряжения с ЭВМ 10, 9283

Таймер задает временной интервал, через который осуществляется измерение входных величин (интервал запуска), а также зацает интервал времени (время измерения), за который АЦП (если сни не мгновенного типа) должны закончить измерение. Это необходимо, чтобы успеть зарегистрировать код всех каналов до окончания интервала запуска . Ha фиг.2 привецены, две последовательности сигна- ip лов Запуск и Конец измерения, гце

Т - интервал запуска, Т, - время измерения. Эти сигналы являются выходными цля блока времени. Сигнал Запуск поступает в АЦП входных каналов и пода-1 ет команду на.измерение, а сигнал «Конец измерения поступает в блок 5.

Таймер 9 представляет собой четыре декацы двоично-цесятичного счетчика с групповым переносом и дешифраторами в цесятичный код, на вход которого приходят импульсы от кварцевого генератора

1 через узел 12 блокировки.

Выходы с дешифраторов всех цесятичных разрядов подаются на три элемента И, которые вырабатывают сигналы Запуск», Конец измерения и сигнал, устанавливающий счетчик в нулевое состояние. Входы элементов И, формирующих сигналы Конец измерения " и установки в нулевое состояние, могут быть поцключены к различным выходам цешифраторов декад, что обеспечивает возможность изменения выходных временных©интервалов.

Когда счетчик нахоцится в нулевом состоянии, на выхоце. элемента И 23 формируется сигнал Запуск, который заканчивается по окончании входного импульса от кварцевого генератора.

На и -ом импульсе на элементе И 22 формируется сигнал Конец измерения".

Число П опрецеляется поцключением его вхоцов к дешифраторам цекац счетчика и может изменяться. от 1 до 9999. При этом на время одного импульса от квар- цевого генератора íà выходе появляется сигнал Конец измерения .

Ha m -ом импульсе (rn ) и, íî rn < (=9999), таким же образом как и,car нал Конец измерения, формируется сиг

50 нал установки в нулевое состояние, который вызывает сброс всех цекац счетчика в нулевое состояние и появление на выходе элемента И 23 сигнала Запуск«.

Далее работа схемы продолжается цик

55 лически.

Блок 5 осушествляет отбор и запоминание номеров тех AUil вхоцных каналов, которые закончили измерение в заданный

66 6 для этого интервал времени измерения.

Это необходимо по двум причинам: вопервых, чтобы успеть зарегистрировать коды всех каналов за время цо следующего сигнала Запуск», а во-вторых, чтобы ограничить время измерения для контроля за работой АЦП каналов, так как на месте кода неисправного АЦП бу дет регистрироваться специальный коц

«Пропуск, если этот АЦП не вьщает кода вообще или пает его с опозцанием.

На вход схемы (фиг. 4) поступают .сигналы об окончании измерения от AUfl

3 входных каналов, а также сигналы «К нец измерения«от таймера 9 и Сброс« от дешифратора 7.

По сигналу Сброс схема устанавливается в исходное состояние и остается в таком положении до его окончания. В ,исходном состоянии сброшен триггер 25 и регистр 24. После окончания сигнала

Сброс, таймер 9 вьщает импульс Запуск, который дает команду АЦП произвести замер. Если АЦП не мгновенного типа (например цифровые приборы),то через время, необходимое им на измере» ние, от АЦП начинают псступать сйгналы об окончании измерения на вход регистра, запоминающего лишь те из них, которые поступают цо прихода сигнала Конец измерения . Этот сигнал вьщает запрет на о прием кода регистром.

Запрет снимается по приходу очередного сигнала Сброс от дешифратора 7, который является последним сигналом в цикле опроса. дешифратор 7 кода номера опрашиваемого канала — это часть системы, обеопечивающая переход от оцного входного канала к цругому и формирующая послецний сигнал цикла опроса — Сброс .

Входными сигналами распределителя являются коц номера очерецноно опрашиваемого канала и сигнал на переключение канала, приходящие от блока 11 ввода-.â ыв оца.

Схема цешифратора 7 состоит из асинхронного регистра 25 и цешифратора 27 цвоично-десятичного коца в коц 1 из

«rl«

Tl

От устройства 11 ввода-вывода 8 битный цвоично-цесятичный коц номера очерецного опрашиваемого канала, который принимается в регистр 26 по сигналу на переключение канала. Коц появляется на выхоце и дешифрируется.. При этом появляется единичный потенциал íà выходе„ номер которого соответствует принятому коду. На остальных выходах цешифратора

66 8 ройству о том, что интерфейс готов к приему кода; - периферийное устройство вьщает код на выходные шины интерфейса- выдача периферийным устройст1 вом сигнала о готовности кода на входных шинах, t t - прием кода интерфейсом - окончание операции ввода.

ЭВМ 10 передает в интерфейс коц номера канала. и устанавливает операцию вывода.

Операция вывода протекает согласно временной диаграмме (фиг. 8), причем сигнал 37 формируется правой частью элемента И-ИЛИ 34 совместно с элементом 33 задержки .

На выходе блока появляется коц очередного опрашиваемого канала и сигнал на переключение канала. После этого

ЭВМ перевоцит интерфейс в режим ввода. Операция ввода выполняется согласно временной диаграмме (фиг. 8).

Сигнал 37 формируется при этом л ..вой частью элемента И-ИЛИ 34, куца прихоцят сигналы 36 и 38 от интерфейса и сигнал от узла. 8 запуска регистрации э

Прием кода or блока коммутации происходит либо по прихоцу сигнала от узла

8 запуска регистрации, если переход ин терфейса на операцию ввода закончен цо этого момента, либо после перехода интерфейса на операцию ввоца если эта операция протекает дольше, чем переключение каналов в дешифраторе 7 и открытие кодовых ключей.

Управляющей частью являются ЭВМ, которая определяет последовательность и количество опрашиваемых каналов и может прерывать при необходимости процесс опроса датчиков. ЭВМ 10 через блок 11 ввода-вывода передает в дешифратор 7 код, по которому последний выдает сигнал сброса, устанавливакхпий схему в исходное состояние и блокирующий работу таймера 9. Цикл опроса начинается с выдачи ЭВМ через блок 11 ввода-вывода кода номера первого опрашиваемого входного канала в дешифратор 7.

После этого дешифратор 7 переходит на этот канал, отключая блокировку таймера 9 (так как снимается сигнал сброса).

Таймер 9 выдает сигнал АЦП 3 для начала измерения. Сигналы об окончании измерения от АЦП 3 поступают в блок, I.. 9283 сохраняются нулевые потенциалы. Появление единичного потенциала На 32 .. вы хоце означает появление сигнала Сброс".

Единичный потенциал на том или ином выходе дешифратора сохраняется до момен- 5 та приема номера следующего опрашиваемого канала.

Узел 8 запуска регистрации предназначен для вьщачи командного сигнала бло. ку 11 ввода-вывода для приема кода оп- г0 рашиваемого канала. Входными сигналами этого узла являютсж сигнал от блока 6, который выпается в момент открытия кодовых ключей того или иного канала (или коцовых ключей кода Пропуск, а также 15 сигналы Запуск" от таймера 9 и Сброс" от дешифратора 7.

Формирователь 29 вырабатывает импульс, амплитуда и полярность которого определяется вхоцными параметрами бло- 20 ка 11 ввода-вывопа.

Триггер 28 блокировки защищает цепи блока ввода-вывоца от ложных срабатываний на помехи в интервал времени от сигнала "Сброс до сигнала Запуск, 25 что необходимо при большом интервале между сосецними замерами при редких измерениях (например при тягово-энергетических испытаниях), Блок 11 ввода-вывоца состоит из бло-з0 ка сопряжения (интерфейса), обеспечиваюшего стыковку сигналов интерфейса дру» гимн блоками системы. Блок ввоца-вывода обеспечивает вывод из ЭВМ кода номера очередного опращиваемого канала с послецуюшим вводом в ЭВМ информации этого канала. Дуплексный интерфейс ЭВМ имеет информационные входы и выходы, выход сигнала 38 (управленре цериферийным устройством) ахоп сигнала 37 (сигнал о срабатывании периферийного устройства), выхдп сигнала 36 (1если операция ввода, 0 — если операция вывода) .

Операция вывода (фиг. 8).

- йачало операции вывода: установ1 ка "0 на выходе 36 и кода на выхоцных шинах; 1 — выдача сигнала периферийному устройству на прием коца;

, - прием кода периферийным устройством; ф

t>- коп принят; — периферийное устройство готово ф к следующей операции. Операция

l 55 ввода. 5- начало операции ввода: установка

1" на выходе сигнала 36 и выпача сигнала периферийному уст9 928366 10 тся номера лишь них, которые необходимы цля обработки кончили измерен в данный момент.

or о временной интер- Введение в систему ЭВМ максима я ), окончание кото- но убыстряет процесс обработки pesos

У иходом сигнала Конец 5 татов испытаний, так как появляется воз-. ра 9. можность получать результаты испытаний измерения первого оп- сразу же после окончания опытной поеэцблок 6 открывает ко- ки в наиболее удобной форме (например канала в блоке 1 ком- в виде графиков, таблиц, гистограмм и манцу узду 8 эапуска10 т.ц,). Наиболее интересные и важные данные могут быть записаны в цолговр.менла 8 запУска Регис ную память ЭВМ цля последующе» обравывода передает коц ботки (на магнитные диски или магнитг с выхода блока 4 в ную ленту). Полученные результаты мо15 гут быть использованы цля планирования ифратор 7 код номер послепующих опытных поездок. аемого канала. После Применение прецлагаемой системы сор» на этот англ, кращает срок провецения испытаний, опончил ли измеРение новременно увеличивая обьем и повышая

20 качество получаемых данных. в котором запоминаю тех АЦП, которые за в отведенный для эт вал(время измерени рого определяется пр измерения от тайме

После окончания рашиваемого канала новые ключи этого мутации и вьщает ко ре гистрации.

По сигналу от уз рации блок 11 ввода измеренной величинь

ЭВМ 10. ЭВМ чере воца посылает в цеш следующего опрашив установки цешифрато блок 6 проверяет ок данный канал . Если мерений перецается в ЭВМ 10, и процесс опроса продолжается. Если измерение не окончено, то коц начала в ЭВМ не посту.пает, пока не окончится измерение. либо пока не придет сигнал Конец измерения" г5 от таймера 9. После прихода этого сигнала вместо информации каналов, которые не закончили измерение вовремя, буцет зарегистрирован контрольный коц (Пропуск ).

Процесс опроса процолжается цо тех пор, пока ЭВМ снова не передаст в дешифратор 7 коц, по которому тот выдает сигнал сброса.

Если вслец за сигналом сброса ЭВМ

35 передает номер первого опрашиваемого канала, то работа системы продолжается, т.е. после прихоца слецуюшего импульса на замер (через заданный временной интервал запуска) АЦП снова производят . измерение входных величин и т.ц.

Если же коц номера первого опрашиваемого канала не перецается, то работа системы останавливается цо тех пор, пока ЭВМ 10 не передаст этот коц.

При непрерывной работе системы сиг калы сброса не нарушают работы таймера 9, так как блокировка импульсов от кварцевого генератора: 1 подается на время 1 мкс, что происходит лишь при отсутствии импульса от кварцевого генера50 тора или после его окончания.

Применение системы позволяет эффективно использовать ЭКМ при испытаниях электропоцвижного состава. Наличие связи между блоком ввода-вывоца и дешиф ратором позволяет гибко менять структуру получаемых цанных в процессе провецения испытаний, выбирая лишь те из

Ф ормула изобретения

1. Многоканальное устройство цля сбора и прецварительной обработки данных при испытаниях электропоцвижного состава, содержащее квардевьгй генератор, блок памяти номеров каналов, цешифратор коца номера опрашиваемого канала, таймер, блок сравнения, блок коммутации, О узел запуска регистрации и в каждом канале цатчик измеряемого параметра, выхоц которого соединен с вхоцом аналого-цифрового преобразователя, информационные выходы аналого-цифровых преобразователей соединены соответственно с информационными вхоцами блска коммутации, управляющие выхоцы соединены соответственно с вхоцами блска паа мяти номеров каналов, управляющие вхо« . цы подключены к первому выходу таймера, второй выхоц которого соединен с управляющими вхоцами блока памяти номеров каналов и блока сравнения, входы которого соединены соответственно с выходами блока памяти номеров каналов и цешифратора кода номера опрашиваемого канала, управляющий выход которого соецинен с вхоцом установки исхоцного состояния блока памяти номера каналов и узла запуска регистрации, вхоц которого соединен с выхоцом блока сравнения, цругие выхоцы которого поцключены соответственно к управляющим вхоцам блока коммутации, управляквдий вхоц узла запуска регистрации поцключен к первому выходу таймера, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения про928 366

12 извоцительности, в него ввецены узел блокировки и блок ввода-вывода, вхоцвыхоц которого являются соответственно выходом-вхоцом устройства, управляющий вход блока ввода-вывода цодклкт- 5 чен к выходу узла запуска регистрации. информационные входы и выходы соеди-нены соответственно с выходами блока с коммутации и входами дешифратора кода номера опрашиваемого канала, выход квар-О цевого генератора подключен к входу узла блокировки, вход установки исходного состояния которого соединен с управляюшим выходом цещифратора кода номера опрашиваемого канала, а выход подключен к входу таймера.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а -, ю ш е е с я тем, что блок ввода-вывода содержит элементы И,НЕ,И-ИЛИ, элемент задержки и узел сопряжения, вход и вы- 20 хоц которого являются соответственно входом и выходом блока, информационные вхоцы являются информационными входами блока, информационные выхоцы узла сопряжения и выход элемента И являются ин- 5 формационными выхоцамн блока, вхоц узла сопряжения соединен с выходом элемента И-ИЛИ, первый выход соединен с первым входом элемента И-ИЛИ и входом элемента НЕ, второй выход подключен к первому входу элемента И и. к входу элемента зацержки, выход которого соединен с вторым и третьим входами элемента И

ИЛИ, четвертый вход которого является управляющим вхоцом блока, пятый вход элемента И-ИЛИ и второй вхоц элемента

И соединены с выхоцами элемента НЕ.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а— ю ш е е с я тем, что узел запуска регистрации соцержит элемент И, триггер и формирователь импульсов, вход которого.является входом узла, входы триггера являются соответственно управляющим входом и входом установки исходного состояния узла, выходы триггера и формирователя импульсов соединены соответственно с входами элемента И, выхоц которого является вьиодом узла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство. СССР № 6 14432, кл. 6 06 F 3j04ü 1976.

2. Авторское свицетельство СССР по заявке N. 2612899/27-11, кл. 5 01 M 17/00 (прототип).

028366

ЗыЖ

J7

56

Ка)

Утф г.8

Составителв А. Жеренов

Редактор И. Касарда Техред С. Жигунова Корректор О, Билак

Заказ 3242/62 Тираж 732 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5.

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4