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

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 пятому входам блока контроля анализатора погрешностей.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ по авт. св. № 746670, о тли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения Нсшежности устройства, в него введен блок контроля анализатс а погрешностей, первые, вторые и третий выходфл анализатора погрешностей соединены соответственно с первыми, втоЕяями и третьим входами блока контроля анализатора погрешностей, четвертый и пятый входы которого соединены соответственно с вторым выходом блока с 1итывания и выходом ждущего мультивибратора, вход сброса щ еобразователя погрешности аппроксимации в каждом измерительном канале подключен к соответствующему первому выходу анализатора погрешностей, третий выход которого соединен с управлякхоим входом анашого-циффового преобразователя, управляю ций выход которого соединен с управлякпщм входом блока считывания. 2. Устй)0йство по п. 1, отличающееся тем, что анализатор погрешностей выполнен на. распределителе импульсов, триггере, счетчике, дешифраторе, усилителе, пороговом .элементе, элемрнтё памяти, элементаз И и ключах, выходы ключей объединены и подключены к- первому входу элемента памяти, 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 памяти и первым входом триггера и подключены к первому выходу распределителя импульсов, выход триггера соединен с первым входом втсфого элемента И, выход Kotopioro соединен с вторым входом счетчика и входом распределителя 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 распределителя импульсов соединены соответственно с первыми, втсфыми и третьим выходами анализатора погрешностей. ОС 3. Устройство по п. 1, отS личающееся тем, что блок ;контроля 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

Изобретение относится к телеизмерениям, может применяться в телемеханике, в системах автоматического контроля и т.п. По основному авт. св. № 746670 известно устройство для передачи телеизмерений, содержащее в каждом канале преобразователя 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 считывания, 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 управляющим 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 считывания первый управляющий 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- . вания является выходом yCTpoftcTBaf Недостатко|М этого устройства яв ляется отсутствие контроля за рабо той анализатора погрешностей, в то время как устройства крнтроля ос.тальных блоков имеются или известны. Неисправность анализаторапогрешностей может привести к тому, что в канал связи будет передавать |ся либо невернай инфорялация, либо информация только одного канала. Цель изобретения - повышение надежности устройства и расширение его функциональных возможностей за счет введения контроля за работой анализатора погрешностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи телеизмерений введен блок контроля анализатора погрешностей, первые, вторые и третий выходы 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, управляклдий выход которого соединен с управляющим входом блока .считывания. Кроме Чого, 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 объеданены 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 первым, второму и третьему

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

Блок контроля 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 пятому входам блок;а контроля анализатора погрешностей. . .

На чертеже изображена структурная схема устройетва для передачи телё1Иэмеренйй.

Устройство содержит преобра.зователь 1 погрешности апйроксимации ; 1ППА, предназначенные для выработг ; ки напряжения, пропорционального погрешности аппроксимации, дифферент цируихцйе элементы 2, предназнач енные для формирования сигналов с.броса триггеров 3, служащих для фик- . сации состояйия неисправности П1ГА 1, элементы И 4, -предназначенные для определения наличия срабатываний ППА 1 за время, задаваемое ждущим мульйивраторОм 5, блоки б индикации, отовражамине результаты контроля ППА .1 ключи 7, служащие для подключения измеряемых величин ко входу аналого-цифрового преобразователя (.ДЩ1) 8, блок 9 считывания, предназначенный для преобразования параллельного кода в последовательный и для вьщачи его в канал связи, анализатор1 10 погрешностей, служащий для определения измерительного канала с наибольшей погрешностью аппроксимации.

Аанализатор 10 погрешностей Может быть реализован с помощью ключей 11, служащих для переключения напряжений при анализе величин погрешностей, распределителя 12 им-т пульсов, управляющего работой анализатора 10 погрешностейj элемента 13 памяти, аналогового запоминающе- .

го блока, запоминающего напряжение, пропорциональное максимальной погрешности аппроксимации, импульсного усилителя 14, служащего длд усиления приращения погрешности аппроксимации, порогового элемента 15, пред назначенного для огр1 аничения сигна- , . лов, поступающих с .усилителя 14 счетчика 16, служащего для фикса-ции адреса канала с наибольшей

0 погрешиостью, дешифратора 17, преообразукйдего двоичный код адреса в позиционный, элементов И 18, управляющих переключением ключей 7, триггера 19 и элемента И 20, служащих для запуска распределителя 12 импульсов.

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

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

5 служащего для запоминания адресов опрашива емых каналов, дифференцирующих элементов 24 и элемента ИЛИ 25j . служащих для определения наличия переключений анализатора 10 поQ грёшностей, триггера 26, фиксирующего .отсутствие функционирования , анализатора 10 погрешностей, элемента И 27, предназначенного для определения наличия переключений анализатора 10 погрешностей за оп5ределенное , сумматора 28, выполненного, например/ на резисторах и осуществляющего суммирование выходных сигналов- анализатора 10 погрешностей, порогового элемента

0 29, служащего для определения поя 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, объединякяцего сигналы неясправностей, и индикатора 32, отр5ражаЛ(ядегр результаты контроля анапизатора 10 погрешностей. .; Устройство работает следукжцим

0 эбразом.. .

В каждом измерительном канале 33 ЯПА 1 непрерывно анализируют входной сигнал..Выходное напряжение ППА 1, пропорциональное погрешнос5ти аппроксимации, поступает на информационнне входы ключей 11 анализатора 10 погрешностей. По сигналу Начало цикла, который вырабатывает блок 9 считывания на первом уп0равляющем выходе, триггер 19 переходит в единичное состояние, и импульсы от ГТИ 21 начинают поступать через элемент И 20 на вход распределителя 12 импульсов, которой

5 при помощи ключей 11 начинает поочередно подключать напряжения с выходов ППА 1 на вход элемента 13, который запоминает величину максимальной погрешности аппроксимации, причем, если погрешность какого-либо канала превышает напряжение погрешности предыдущего канала, на выходе импульсного усилителя 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 распределителя 12 импульсов в счетчике 16 оказывается записан код адреса канала с наибольшей погрешностью аппроксимации. Дешифратор 17 преобразует двоичный код адреса в поцизионный. Сигнал на выходе переполнения распределителя 12 импульсов перебрасывает триггер 19 в нулевое состояние, запрещая прохождение импульсов на вход распределителя 12 импульсов, сбрасывает элемент 13 памяти, 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 .преобразуется с помощью АЦП 8 в код. По окончании преобразования АЦП 8 выдает управляющий сигнал, разрешающий работу блока 9 считывания. Параллельный код информации с выхода АЦП 8и код адреса с выхода анализатора 10 погрешностей поступает в блок 9 считывания, где образуется последовательный код, который передается в канал связи. По окончании считывания блок 9 считывания формирует сигнал На.чало цикла , и далее работа устройства продолжается аналогично. В момент выбора конкретного канала 33 ППА 1 этого канала сбрасывается, т.е. выходное напряжение ППА 1 уменьшается до нуля. На выходе диЛференцирующе го элемента 2 появляется импульс, воздействующий на триггер 3. Первоначально триггер 3 сигналом от блока считывания 9, идущим через определенное число циклов работы устройства,устанавливается в единичное состояние. Сигнал с выхода дифференцирующего элемента 2 сбрасывает триггер 3 в ноль.1 По окончании заранее установленного времени, определяемого динамическими свойствами входных сигналов, на выходе ждущего мультивибратора 5 появляется единица. Если за указанное время какой-либо из триггеров 3 не. вернется в нулвт вое состояние, срабатывает элемент И 4 соответствуюй его канала 33 и 5 засвечивается соответствующий--индикатор 32.

Контроль работы анализатора 10 погрешностей осуществляется по двум направлениям.

0 Во-первых, производится контроль функционирования, т.е. проверяется наличие изменения адресов выбираемых для передачи каналов. Если в течение времени, заданного ждущим мультивибратором 5, не происходит изменения адреса опрашиваемого канала, на выходе регистра 23 не происходит изменения сигналов, следовательно, дифференциругацие элементы 24 не срабатывают, и триггер 26 рста-ется в единичном состоянии, в которое он был установлен первоначально вторым управляющим сигналом с выхода блока 9 считывания. 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, фиксируется неисправ0 кость, приводящая к появлению сигналов одновременно на двух и более , шинах первых выходов анализаторов 10 погрешностей. Если сигналы появляются более, чем на выходе,

5 сумматор 28 выдает сигнал, превы-. шающий напряжение уставки порогового элемента 29, который срабатывает и перебрасывает триггер 30 в единичное состояние. Предварительпая установка триггера 30 в нулевое

состояние производится сигналом с второго управляющего выхода блока 9 считывания. При неисправности сигнал единица с единичного выхода триггера 30 через элемент ИЛИ 31

5 поступает на вход индикатора 32, в котором осуществляется индикация неисправности.

Одним из основных показателей 0 надежности в соответствии с ГОСТ

13377-75 51адежность в технике. Термины и определения является KONBIлексный показатель - коэффициент готовности объекта. Коэффициент С готовности объекта характеризует вероятность того, что объект находится в работе, а не в состоянии обслуживания по восстановлению работоспособности

(1)

где Т - среднее время наработки на 65 - отказ; среднее время восстановления работоспособности объекта. Если объект контролируется непрерывно, как в предлагаемом устройстве, то К,- 1. В этом случае коэффициент готов ности увеличивается примерно в У, раз. Т - Та . Те ,.,4 -Т- , где К j. 1 - коэффициент готовност объекта со встроенным блоком 22. Пусть, например, время восстано ления составляет 10% от времени на работки на отказ. Тогда введения блока 22 контроля 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 для передачи телеизмерений коэф фициент готовности последнего увеличивается приблизительио на 5%i С другой стороны, так как анали затор погрешностей управляет рабк}той всего устройства для передачи телеизмерений, неисправность ана- газатора приводит к отказу всего устройства. Поэтому при ответствен измерениях с целью увеличения надежности прйменяю.т горячее ре-, зервирование управляющей аппаратуры, т.е. ее дублирование. Введение непрерывного контроля а;нализатора погрешностей позволяет избежать такого дублирования, что сокращает аппаратурные затраты примерно в 1,5-2 раза. Приведем данное по технико-экономической эффективности предлагаемого устройства для передачи телеизмерений по сравнению с базовым объектом. За базовый объект принята информационно-измерительная система 1ИИС)/К734, так как она решает задачи, аналоЕичные задачам предлагаемого устройства - сбор и первичную обработкуинформации от датчиков и является одной из распространенных современных систем, применяемых для указанных целей. Технической задачей изобретения является создание высокоэффективного и надёжного устройства-для передачи телеизмерений. ИИС К 734 имеет до 100 измерительных каналов, коммутируемых с постоянной часто-той до 200 канал/с. В предлагаемом устройстве использован принцип адаптивной коммутации, позволяющий за счет устранения избыточных отсчетов (сжатия) при той же частоте посылок в линию связи увеличить количество обслуживаемых каналов в KC раз, где К - коэффициент сжатия. Для более простых и распространенных алгоритмов ППА с экстраполяцией нулеэого и первого порядков К.,д; учетом необходимости адресации посылок. Таким образе, возможно использование одного предлагаемого устройства взамен трех базовых объектов. Стоимость одной ИИС К 734 составляет 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 использования изобретения равен ориентировочно 30 тыс. рублей на одно предлагаемое устройство.