Устройство для передачи телеметрической информации Советский патент 1983 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к технике передачи телеметрических сообщений и может быть использовано в автоматизированных системах контроля и управления различного назначения при передаче больших объемов информации от рассредоточенных по площади измерительных пунктов в информационноизмерительный центр.

Известны многоканальные телеизмерительные системы, содержащие первичные средства измерения и преобра:эования параметров, блоки коммутации и передачи информации в единый центр, блоки обработки (ЭВМ) и регистрации 1 .

Для сокращения объема передаваемой информации используются различные блоки принудительного и адаптивного опроса, позволяющие снизить объем передаваемой информации за счет того, что повторяющаяся или предсказанная информация не передается, а порядок опроса определяется готовностью информационных объектов и степенью их значимости.

Однакр в таких устройствах существенно усложнена схема управления оп,росом как для каждого канала передающей стороны, так и для системы в целом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для передачи информации о контроле загрязнения атмосферы, содержащее в каждом информационном канале последовательно соединенные датчик, аналого-цифровой преобразо10ватель, цифровой фильтр и регистр, выходы регистров всех информационных каналов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом регистрато15ра, программно-временной блок, первые и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами регистров информационных Kciналов и через блок идентификации 20со вторым входом регистратора, блок сигнализации, включающий счетчик и . шифратор пороговых значений, вход которого соединен со вторым входом регистратора, кроме того, блок сиг25на.пизации содержит формирователь кода и шифратор зоны, выход и первый вход которого соединены соответственно с третьим и вторым входами регистратора, входы формирователя кода

30 соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ и выходом шифратора по говых значений, выход формирователя кода соединен со входом счетчика, выходы которого соединены со вторым входами шифратора зоны 2. Недостаток этого устройства - большой объем передаваемой информац что снижает информативность устройства . Целью изобретения является повышение информативности устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство для передачи теле метрической информации, содержащее Программно-временной блок, адресный вход которого через блок кодирова ни адреса и времени соединен с перзьи входом блока формирования сообщений второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход - с входо вiDixодного блока, и в каждом информа ционном канале - датчик, выход кото рого соединен с первым входом преоб разователя аналог-код, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, введены в каждый информационный канал блок усреднения, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно преобразователя аналог-к и генератора тактовых импульсов, первый и второй выходы блока усреднения каждого информационного канала соединены с соответствующими вхо дами соответственно элемента ИЛИ и программно-временного блока, управляющие выходы которого соединены с третьими входами блоков усреднения соответствующих информационных кана лов . Кроме того, блок усреднения содер жит счетчик-накопитель, счетчик тактовых импульсов, элемент.задержки и ключ, выход которого соединен с информационным входом счетчика тактовы импульсов, выход которого через элемент задержки соединен с объединенны ми входами сброса счетчика тактовых импульсов и счетчика-накопителя, выход счетчика-накопителя .соединен с первым входом ключа, информационны вход счетчика-накопителя, второй . вход ключа и считывакмций вход счетчи ка тактовых импульсов соединены соот ветственно с первым, вторым и третьи входами блока усреднения, выходы счетчика тактовых импульсов и сч тчи ка-накопителя соединены соответствен но с первым и вторым вьрсодами блока ycpeднeJ ия. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит в каждом информационном канале 1 ч- In датчик 2 - 2„, аналого-цифровой преобразователь 3-1 - 3j,, который выполнен на преобразователе 4 аналог-код и генераторе 5 тактовых импульсов и блок 6 - 6f, усреднения, содержащий ключ 7,счетчик 8 тактовых импульсов, элемент 9 задержки и счетчик-накопитель 10. Кроме того, устройство содержит программно-временной блок 11 управления опросом, блок 12 кодирования адреса и времени, блок 13 формирования сообщений, элемент 14 ИЛИ и выходной блок 15. Устройство работает следующим образом (на примере информационного канала 1). Электрический сигнал с измерительного элемента (датчика) 2 поступает на аналого-цифровой преобразователь 3,на выходе которого образуется в число - импульсный код с периодичностью, определяемой генератором 5 тактовых импульсов. Импульсы с выхо1да преобразователя 4 поступают в счетчик-накопитель 10 блока б-j усреднения, который подсчитывает суммарное число импульсов. Одновременно . число накоплений (тактов, осреднений) через открытый.ключ 7 записывается в счетчик 8 тактовых импульсов. Емкость счетчика-накопителя 10 выбирается исходя из априорного среднего значения измеряемого сигнала а и требуемого числа осреднений (требуемой частоты опроса). Максимальная сумма, которая может быть записана в счетчике 10, равна 2 , где К + 1 -., число разрядов счетчика 10; п - число выборок (усреднений). При заполнении К разрядов счетчика 10с последнего К + 1 разряда снимается сигнал, зйк1)ывающий ключ 7 и поступающий в программно-временной блок 11 управления опросом, где формируется сигнал считывания содержимого счетчика 8 тактовых импульсов: на соответствующем управляющем ВЕЛходе блока 11 образуется сигнал, поступаюдий на считьшающий вход счетчика 8. Таким образом, вместо п кодов измеряемых параметров на выход поступает один код числа п, величина которого значительно меньше значений измеряемых параметров. Код числа тактов п снимается с выхода, счетчика 8 и. поступает на соответствующий вход элемента 14 ИЛИ, а через элемент 9 задержки - на входы сброса счетчиков Ю и. 8.Величина задержки определяется наибольшим значением ,и чуть меньше периода следования тактовых импульсов. После обнуления ключ 7 открывается и весь процесс счета повторяется . Аналогично работарзт остальные информационные каналы устройства. Поскольку первоначально опрашиваются каналы 1-( - „, в которых первым заполняется счетчик 10, то -очередность опроса каналов в устройстве устанавливается автоматически и определяется степенью превышения измеряемого сигнала своего математического ожидания. Так как после считьшания числа п оба счетчика 10 и 8 сбрасываются, то информационный канал, в котором измеряемая величина существен но превышает среднее значение, опрашивается чаще. Тем Самым автоматически устанавливается оптимальное соотношение между скоростью опроса и точностью осреднения.

Код числа тактов п с выхода элемента 14 ИЛИ поступает в блок 13 формирования сообщений, на второй вход которого поступает соответствующий измеренному параметру код адреса и времени, образуемый блоком 12 кодирования. Сформированный код сообщения поступает в выходной блок 15 (например ЭВМ) . Так как число 2 для Кс1ждого параметра известно, то расчет среднего значения производится

- -К на ЭВМ по формуле а,, ---- г-.

П . П

Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемо|ГО устройства заключается в сокращейии объема передаваемой информации при сохранении заданного качества функционирования устройства.

Для проведения технико-экономической оценки в качестве базового

устройства примем многоканальную телеизмерительную систему 1, параметры которой могут быть легко посчитаны определенными соотношениями. - .Действительно, если а - а -мате5 матическйе ожидания измеряемых величин, F -;::,- - частота следования

импульсов задающего генератора 5 тактовых импульсов, то основные пара 10 метры базового устройства (прототипа) и предлагаемого вычисляются по формулам, приведенным в табл. 1.

При измерении метеопараметров

i

-Xmotx дисперсия DX. 0,4, F 1 кГц (f 1 мс). Время осреднения Т определяется выбранной емкостью счетчика-накопителя 10. Тогда при одинаковом для обоих устройств значении времени осреднения Т азличной емкости счетчика 10 (К 7, 8, 10) основные параметры устройств, приведенные к одному каналу, приведены в табл. 2.

25

Как видно из таблицы, объем пере. даваемой информации сокращается в десятки и более раз при той же точности осреднения и незначительных аппаратурных затратах, облегчая 30 требования и выбор канала связи.

Таблица

Число тактов при

T-F

Таблица2

Объем перед, инф, Q160

Точность вых. инф.сЛ ,%

%10

Формула изобретения 1. Устройство для передачи телеметрической информации, содержащее программно-временной блок, адресный вход которого через блок кодирования адреса и времени соединен с первьпи входом блока формирования сообщения, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход- с входом выходного блока, и в каждом информационном канале-датчик, вь1ход которого соединен с первым входом преобразователя аналог-код, второй вход которого, подключен к выходу генератора тактовых импульсов , отличающееся тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены в каждый информационный канал блок усреднения, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно преобразователя аналог-код и генератора тактовых импульсов, первый и второй выходы блока усреднения каждого информационного канала соединены с соответствующими входами соответственно элемента ИЛИ и программно-временного блока, управляющие выходы которого соединены с третьими входами блоков усреднения соответствующих информационных ка.налов.

Продолжение табл. 2

1040 Q - для

базового

26 Qj - для

предлагаемого

сЛ - для

1,5

базового

Источники информации, Аринятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 875425, кл. G 08 С 19/12, 1980 (прототип).