SU1018140A2 - Устройство дл передачи телеизмерений - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ по авт. св. № 746670, о тли ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  Нсшежности устройства , в него введен блок контрол  анализатс а погрешностей, первые, вторые и третий выходфл анализатора погрешностей соединены соответственно с первыми, втоЕ  ми и третьим входами блока контрол  анализатора погрешностей , четвертый и п тый входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока с 1итывани  и выходом ждущего мультивибратора, вход сброса щ еобразовател  погрешности аппроксимации в каждом измерительном канале подключен к соответствующему первому выходу анализатора погрешностей, третий выход которого соединен с управл кхоим входом анашого-циффового преобразовател , управл ю ций выход которого соединен с управл кпщм входом блока считывани . 2. Устй)0йство по п. 1, отличающеес  тем, что анализатор погрешностей выполнен на. распределителе импульсов, триггере, счетчике, дешифраторе, усилителе, пороговом .элементе, элемрнтё пам ти, элементаз И и ключах, выходы ключей объединены и подключены к- первому входу элемента пам ти, 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 пам ти и первым входом триггера и подключены к первому выходу распределител  импульсов , выход триггера соединен с первым входом втсфого элемента И, выход Kotopioro соединен с вторым входом счетчика и входом распределител  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 распределител  импульсов соединены соответственно с первыми , втсфыми и третьим выходами анализатора погрешностей. ОС 3. Устройство по п. 1, отS личающеес  тем, что блок ;контрол  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

Description

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

триггеров и второй вход элемента И подключены соответственно к первым , вторым, третьему, четвертому и п тому входам блока контрол  анализатора погрешностей.

Изобретение относитс  к телеизмерени м , может примен тьс  в телемеханике , в системах автоматического контрол  и т.п. По основному авт. св. № 746670 известно устройство дл  передачи телеизмерений, содержащее в каждом канале преобразовател  погрешности аппроксимации ( ППЛ)/ дифферен цирующий элемент, триггер, элемент И, блок индикации и ключ. Кроме тоrOfустройство содержит генератор тактовых импульсов ( ГТИ), анализатор погрешностей, ждущий мультивибратор , аналого-цифровой преобразователь ( АЦП), блок считывани , причем информационные входы ППА и ключей соединены с входами устройства , выходы ППА подключены к первым входам анализатора погрешностей и к входам дифференцирующих элементов , выходы которых соединены с нулевыми входами триггеров, единичные ВЕлходы которых подключены к первым входам элементов И, выходы которых соединены с входами блоков индикации. Первые выходы анализатор погрешностей подключены к управл ющим входам ключей, выходы которых соединены с информационным входом АЦ информационные входы которого соеди нены с информационными выходами АЦП вторые выходы которого соединены с адресными входами блока считывани  первый управл ющий выход которого подключен.к третьему входу анализа 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 ключен к второму входу анализатора погрешностей, выход блока считы- . вани   вл етс  выходом yCTpoftcTBaf Недостатко|М этого устройства  в л етс  отсутствие контрол  за рабо той анализатора погрешностей, в то врем  как устройства крнтрол  ос .тальных блоков имеютс  или известны . Неисправность анализаторапогрешностей может привести к тому, что в канал св зи будет передавать |с  либо невернай инфор лаци , либо информаци  только одного канала. Цель изобретени  - повышение надежности устройства и расширение его функциональных возможностей за счет введени  контрол  за работой анализатора погрешностей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  передачи телеизмерений введен блок контрол  анализатора погрешностей, первые, вторые и третий выходы анализатора погрешностей соединены соответственно с первыми, вторыми и третьим входами блОка контрол  анализатора погрешностей , четвертый и п тый -входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока считывани  .и выходом ждущего мультивибратора, вход сброса преобразовател  погрешности аппроксимации в каждом измерительном канале подключен к соответствующему первому выходу анализатора погрешностей, третий выход которого соединен с управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател , управл клдий выход которого соединен с управл ющим входом блока .считывани . Кроме Чого, анализатор-погрешностей выполнен на распределителе импульсов, триггере, счетчике, дешифраторе , усилителе пороговом элементе , элементе пам ти, элементах И и ключах, выходы ключей объединены и подключены к первому входу элемента пам ти, 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 объеданены с вторым входом элемента пам ти и первым входом триггера и подключены к первому выходу распределител  импульсов, выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика и входом распределител  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

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

Блок контрол  анализатора погреш ,ностей выполнен, на сумматоре, ре-гистре , пороговом элементе, триггерах , дифференцирующих элементах, элементах ИЛИ, элементе И и индикаторе, выходы регистра через дифференцир5товдие 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 выход сумматора через пороговый элемент соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с втсчрым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу индикатора входа сумматора, первые и второй входы/регистра, объе- диненные вторые входа триггеров к второй: вход элемента И подключены с оответстйенно к первым, вторым, третьему, четверто1 у и п тому входам блок;а контрол  анализатора погрешностей . . .

На чертеже изображена структурна  схема устройетва дл  передачи телё1Иэмеренйй.

Устройство содержит преобра.зователь 1 погрешности апйроксимации ; 1ППА, предназначенные дл  выработг ; ки напр жени , пропорционального погрешности аппроксимации, дифферент цируихцйе элементы 2, предназнач енные дл  формировани  сигналов с.броса триггеров 3, служащих дл  фик- . сации состо йи  неисправности П1ГА 1, элементы И 4, -предназначенные дл  определени  наличи  срабатываний ППА 1 за врем , задаваемое ждущим мульйивраторОм 5, блоки б индикации , отовражамине результаты контрол  ППА .1 ключи 7, служащие дл  подключени  измер емых величин ко входу аналого-цифрового преобразовател  (.ДЩ1) 8, блок 9 считывани , предназначенный дл  преобразовани  параллельного кода в последовательный и дл  вьщачи его в канал св зи, анализатор1 10 погрешностей, служащий дл  определени  измерительного канала с наибольшей погрешностью аппроксимации.

Аанализатор 10 погрешностей Может быть реализован с помощью ключей 11, служащих дл  переключени  напр жений при анализе величин погрешностей , распределител  12 им-т пульсов, управл ющего работой анализатора 10 погрешностейj элемента 13 пам ти, аналогового запоминающе- .

го блока, запоминающего напр жение, пропорциональное максимальной погрешности аппроксимации, импульсного усилител  14, служащего длд усилени  приращени  погрешности аппроксимации, порогового элемента 15, пред назначенного дл  огр1 аничени  сигна- , . лов, поступающих с .усилител  14 счетчика 16, служащего дл  фикса-ции адреса канала с наибольшей

0 погрешиостью, дешифратора 17, преообразукйдего двоичный код адреса в позиционный, элементов И 18, управл ющих переключением ключей 7, триггера 19 и элемента И 20, служащих дл  запуска распределител  12 импульсов.

Кроме того, устройство дл  передачи телеизмерений содержит генератор тактовых импульсов (ГТИ) 21,

0 служащий дл  синхронизации работы устройства и блок 22 контрол  анализатора погрешностей, который может быть реализован, например, при помощи параллельного регистра 23,

5 служащего дл  запоминани  адресов опрашива емых каналов, дифференцирующих элементов 24 и элемента ИЛИ 25j . служащих дл  определени  наличи  переключений анализатора 10 поQ грёшностей, триггера 26, фиксирующего .отсутствие функционировани  , анализатора 10 погрешностей, элемента И 27, предназначенного дл  определени  наличи  переключений анализатора 10 погрешностей за оп5 ределенное , сумматора 28, выполненного , например/ на резисторах и осуществл ющего суммирование выходных сигналов- анализатора 10 погрешностей, порогового элемента

0 29, служащего дл  определени  по  вле НИИ на выходах ан али з атора 10 погрешностей более чём одного сиг , нала одновременно, тригг ера 30, фйк-. сиру гадего неправильную работу анализатора 10 погрешностей, элемента ИЛИ 31, объедин к цего сигналы не справностей , и индикатора 32, отр5ражаЛ ( дегр результаты контрол  анапизатора 10 погрешностей. .; Устройство работает следукжцим

0 эбразом.. .

В каждом измерительном канале 33 ЯПА 1 непрерывно анализируют входной сигнал..Выходное напр жение ППА 1, пропорциональное погрешнос5 ти аппроксимации, поступает на информационнне входы ключей 11 анализатора 10 погрешностей. По сигналу Начало цикла, который вырабатывает блок 9 считывани  на первом уп0 равл ющем выходе, триггер 19 переходит в единичное состо ние, и импульсы от ГТИ 21 начинают поступать через элемент И 20 на вход распределител  12 импульсов, которой

5 при помощи ключей 11 начинает поочередно подключать напр жени  с выходов ППА 1 на вход элемента 13, который запоминает величину максимальной погрешности аппроксимации, причем , если погрешность какого-либо канала превышает напр жение погрешности предыдущего канала, на выходе импульсного усилител  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 погрешностьаппроксимации не превышает погрешность предыдущего канала, сброса счетчика 16 не происходит, а сигналы от ГТИ 21, поступающие на другой вход счётчика 16, уменьшают с каждым тактом число, записанное в счет чиНге 16 на единицу. Кконцу работы распределител  12 импульсов в счетчике 16 оказываетс  записан код адреса канала с наибольшей погрешностью аппроксимации. Дешифратор 17 преобразует двоичный код адреса в поцизионный. Сигнал на выходе переполнени  распределител  12 импульсов перебрасывает триггер 19 в нулевое состо ние, запреща  прохождение импульсов на вход распределител  12 импульсов, сбрасывает элемент 13 пам ти, переписывает адрес выбранного канала в регистр 23, через элемент И 18 открывает ключ 7 канала с максимальной погрешностью и дает команду начала работы АЦП 8. Входной сигнал выбранного канала .преобразуетс  с помощью АЦП 8 в код. По окончании преобразовани  АЦП 8 выдает управл ющий сигнал, разрешающий работу блока 9 считывани . Параллельный код информации с выхода АЦП 8и код адреса с выхода анализатора 10 погрешностей поступает в блок 9 считывани , где образуетс  последовательный код, который передаетс  в канал св зи. По окончании считывани  блок 9 считывани  формирует сигнал На.чало цикла , и далее работа устройства продолжаетс  аналогично . В момент выбора конкретного канала 33 ППА 1 этого канала сбрасываетс , т.е. выходное напр жение ППА 1 уменьшаетс  до нул . На выходе диЛференцирующе го элемента 2 по вл етс  импульс, воздействующий на триггер 3. Первоначально триггер 3 сигналом от блока считывани  9, идущим через определенное число циклов работы устройства,устанавливаетс  в единичное состо ние. Сигнал с выхода дифференцирующего элемента 2 сбрасывает триггер 3 в ноль.1 По окончании заранее установленного времени, определ емого динамическими свойствами входных сигналов, на выходе ждущего мультивибратора 5 по вл етс  единица. Если за указанное врем  какой-либо из триггеров 3 не. вернетс  в нулвт вое состо ние, срабатывает элемент И 4 соответствуюй его канала 33 и 5 засвечиваетс  соответствующий--индикатор 32.

Контроль работы анализатора 10 погрешностей осуществл етс  по двум направлени м.

0 Во-первых, производитс  контроль функционировани , т.е. провер етс  наличие изменени  адресов выбираемых дл  передачи каналов. Если в течение времени, заданного ждущим мультивибратором 5, не происходит изменени  адреса опрашиваемого канала, на выходе регистра 23 не происходит изменени  сигналов, следовательно , дифференциругацие элементы 24 не срабатывают, и триггер 26 рста-етс  в единичном состо нии, в которое он был установлен первоначально вторым управл ющим сигналом с выхода блока 9 считывани . Срабатывает элемент И 27, и сигнал с

5 его выхода через элемент- ИЛИ 31 поступает на вход индикатора 32, который инд {цирует неисправность анализатора 10 погрешностей. , Во-вторых, фиксируетс  неисправ0 кость, привод ща  к по влению сигналов одновременно на двух и более , шинах первых выходов анализаторов 10 погрешностей. Если сигналы по вл ютс  более, чем на выходе,

5 сумматор 28 выдает сигнал, превы- . шающий напр жение уставки порогового элемента 29, который срабатывает и перебрасывает триггер 30 в единичное состо ние. Предварительпа  установка триггера 30 в нулевое

состо ние производитс  сигналом с второго управл ющего выхода блока 9 считывани . При неисправности сигнал единица с единичного выхода триггера 30 через элемент ИЛИ 31

5 поступает на вход индикатора 32, в котором осуществл етс  индикаци  неисправности.

Одним из основных показателей 0 надежности в соответствии с ГОСТ

13377-75 51адежность в технике. Термины и определени   вл етс  KONBIлексный показатель - коэффициент готовности объекта. Коэффициент С готовности объекта характеризует веро тность того, что объект находитс  в работе, а не в состо нии обслуживани  по восстановлению работоспособности

(1)

где Т - среднее врем  наработки на 65 - отказ; среднее врем  восстановлени  работоспособности объекта . Если объект контролируетс  непрерывно , как в предлагаемом устройстве , то К,- 1. В этом случае коэффициент готов ности увеличиваетс  примерно в У, раз. Т - Та . Те ,.,4 -Т- , где К j. 1 - коэффициент готовност объекта со встроенным блоком 22. Пусть, например, врем  восстано лени  составл ет 10% от времени на работки на отказ. Тогда введени  блока 22 контрол  анализатора погрешностей увеличивает его показател надежности в соответствии с формулой (2) примерно на 10%. Так как объем аппаратуры анализатора по- . грешиостей примерно; равен, половине объема аппаратуры всего устройства дл  передачи телеизмерений коэф фициент готовности последнего увеличиваетс  приблизительио на 5%i С другой стороны, так как анали затор погрешностей управл ет рабк}той всего устройства дл  передачи телеизмерений, неисправность ана- газатора приводит к отказу всего устройства. Поэтому при ответствен измерени х с целью увеличени  надежности прймен ю.т гор чее ре-, зервирование управл ющей аппаратуры , т.е. ее дублирование. Введение непрерывного контрол  а;нализатора погрешностей позвол ет избежать такого дублировани , что сокращает аппаратурные затраты примерно в 1,5-2 раза. Приведем данное по технико-экономической эффективности предлагаемого устройства дл  передачи телеизмерений по сравнению с базовым объектом. За базовый объект прин та информационно-измерительна  система 1ИИС)/К734, так как она решает задачи, аналоЕичные задачам предлагаемого устройства - сбор и первичную обработкуинформации от датчиков и  вл етс  одной из распространенных современных систем, примен емых дл  указанных целей. Технической задачей изобретени   вл етс  создание высокоэффективного и надёжного устройства-дл  передачи телеизмерений. ИИС К 734 имеет до 100 измерительных каналов, коммутируемых с посто нной часто-той до 200 канал/с. В предлагаемом устройстве использован принцип адаптивной коммутации, позвол ющий за счет устранени  избыточных отсчетов (сжати ) при той же частоте посылок в линию св зи увеличить количество обслуживаемых каналов в KC раз, где К - коэффициент сжати . Дл  более простых и распространенных алгоритмов ППА с экстрапол цией нулеэого и первого пор дков К.,д; учетом необходимости адресации посылок. Таким образе, возможно использование одного предлагаемого устройства взамен трех базовых объектов. Стоимость одной ИИС К 734 составл ет около 30 тыс.рублей . С учетом того, что предлагаемое устройство приблизительно в 1,5-2 раза сложней базового объекта , его стоимость можно оценить в- 60 тыс.рублей. Тогда экономический эффект от использовани  изобретени  равен ориентировочно 30 тыс. рублей на одно предлагаемое устройство.

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ по авт. св. № 746670, о тли ч а ю щ ё е с я тем, что, с целью повышения надежности устрой· ства, в него введен блок контроля анализатора погрешностей, первые, вторые и третий выхода 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.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что 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, 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 распределителя импульсов, вторые выходы которого соединены с первыми входами ключей, вторые входы ключей, второй вход триггера, второй вход второго элемента И подключены соответственно к первьви, второму и третьему входам анализатора погрешностей, выходы первых элементов И, выходы счетчика и выход распределителя импульсов соединены соответственно с первыми , вторыми и третьим выходами анализатора погрешностей.

3. Устройство поп. 1,' отличающееся тем, что блок /контроля анализатора погрешностей 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 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 «SU ... 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 триггеров и второй вход элемента И подключены соответственно к пер вым, вторым, третьему, четвертому и пятому входам блока контроля анализатора погрешностей.