Устройство для вычисления массы нефти и нефтепродуктов в резервуарах Советский патент 1984 года по МПК G06F17/00 

ка соединен с выходом первого одновибратора, управляющие входы реверса первого переключателя и перво-. го реверсивного счетчика подключены к нулевому шлходу первого -григгер-а, управляющий вход запуска первого анпого-цифрового преобразователя соединен с илходом второго одновибратора, управляющий вход запуска делителя напряжения соединен с выходом первого деши(йратора, информационный вход которого соединен с информационным выходом узла постоянной памяти блока управления, адресный вход которого соединен с выходом счетчика адреса команд, а управляющий вход - с единичтм выходом второго триггера, единичный вход которого подключен к выходу второго дешифратора, информационные входы . которого соединены соответственно с выходами разрядов счетчика номера резервуара, счетный вход которого, входы формирователя пачки прямоугол ных импульсов, второго одновибратора и счетный вход первого триггера соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выход формирователя пачки прямоугольных импульсоВ: подключен к счетному входу счетчика, адреса ,команд, единичный первого триггера соединен со счетным входом третьего триггера, единичный и нулевой выходл которого подключены соответственно к входам /третьего и первого одновибраторов, ВЫХОД- второго сумматора блока опре- дштения номера участка соединен с вторым информационным входом регистра и с входом узла определения знака суммы, выход которого подключен к первому входу, элемента И, вто

7653

рой вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, выход элемента И подключен к тактовому входу регистра и к счетному входу счетчика, входы сумматрра блока определения номера участка соединены соответственно с обходами регистра и узла постоянной памяти блока определения номера участка, выходы разрядов счетчика подключены к адресному входу узлапостоянной памяти блока определения номера участка, управлякяций вход которого подключен к выходу дешифратора кода команд, отличающееся тем, что, с целью повьйпения быстродействия, в него введены вторые аналого-цифровой преобразователь, реверсивный счетчик и переключатель, первый информационный вход которого соединен с выходом первого коммутатора, второй информационный вход подключен к выходу делителя напряжения, выход второго переключателя соединен с информационным входом второго аналого-цифрового преобразователя , выход которого подключен к счетному входу второго реверсивно-. го счетчика, выходы разрядов которого соединены с второй группой информационных входов второго коммутатора, установочный вход второго реверсивнрго счетчика соединен с выходом третьего одновибратора, единичный выход первого триггера подключен к управляющим входам реверса второго переключателя и второго реверсивного счет-чика, управляющий вход запуска второго аналого-ци})рового преобразователя соединен с выходом второго одновибратора.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ МАССЫ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ В РЕЗЕРВУАРАХ, содержащее два коммутатора, первый переключатель, первый аналого-цифровой преобразователь, первый реверсивш 1й счетчик, два блока памяти, два блока памяти констант, первый сумматор, цифроаналоговый преобразователь, делитель напряжения, блок определения номера участка, включающий сумматор, регистр, узел постоянной памяти, счетчик, узел определения знака , элемент И, дешифратор кода команд и генератор прямоугольных импульсов, блок управления , включающий генератор тактовых импульсов, формирователь пачки прямоугольных импульсов, два деши45 атора, счетчик адреса команд, три триггера, три одновибратора, узел постоянной памяти и счетчик номера резервуара, выходы разрядов которого и информационнь1й выход узла постоян - f ной памяти блока управления подключены к вkoдaм кода команды первого и второго коммутаторов, первого и второго.блоков памяти, первого и второго блоков памяти констант и дешифратора кода команд, выход сумматора подключен к первым информационным входам регистра и делителя напряжения , к информационному входу первого блока памяти и к выходу устройства, входы cyi iaTopa соединены соответственно с информационными выходами первого .блока памяти, второго коммутатора и второго блока памяти констант, информацион1й1й вход которого соединен с информационным тгходом второго блока памяти, информационные входы первого блока памяти констант и второго блока памяти соединены с выходами разрядов счетчика, выход первого блока памяти констант подключен к входу цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым информационным входом делителя напряжения, выход которого подключен к первому Од информационному входу первого переел ключателя, втор рй информационный вхоп О9 которого соединен с выходом первого коммутатора, информационные входы которого являются информациошоамн входами устройства, :выход первого переключателя соединен с информационным входом первого аналогоцифрового преобразователя, выход которого подключен к счетному зходу первого реверсивного счетчика, выходы разрядов которого соединены с первой rpynncrii информационных входов второго- коммутатора, установочный вход первого реверсивного счетчи

Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной технике и может найти применение в скстемах количественного учета нефтепродуктов, использукицих пьезометрический метод взвешивания жидкостей в резервуарах.

Известно устройство кояичественнаго учета, содержащее датчики и

: спецвычислитель для представления информации о давлении жидкости в виде массы жидкости l.

Недостатком такого устройства количественного учета является его сложность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройствр, которое содержит поеледо3 , вательно соединенные датчик давления, двухпозиционный входной пер ключатель, ключ, фильтр, аналого-ц ровой преобразователь, коммутатор цифровых сигналов, реверсивный сче чик, регистр, памяти, цифроуправляе мый пгаротно-импульсный модулятор, ход которого соединен с вторым вхо дом ключа, а также блок опорных на пряжений , соединенный через коммут тор аналоговых сигналов с вторым входом переключателя, блок задания корректирующих сигналов, соединенный с коммутатором цифровых сигналов, схему сравнения кодов, входы которой соединены с реверсивным сч чиком и блоком э адания начальных п метров, а выход - с входом блока синхронизации, управляющего работо коммутаторов, переключателя, широт но-импульсного модулятора, реверси ного счетчика и регистра памяти 2L Однако известное устройство обладает недостаточным быстродействием вычисления массы при большом количестве обслуживаемых резервуаров. Целью изобретения является повы шение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два коммутатора, первый переключатель, первый аналого-цифровой преобразователь, первый реверсивный счетчик, два блока памяти, два блока памяти констант, первый сумматор, цифроаналоговый преобразователь, делитель напряжения, блок определения номера участка, включающий второй сумматор, регистр, первый узел постоянной памя ти, счетчик, узел определения знака суммы элемент И, дешифратор ко да команд и генератор прямоугольных импульсов, блок управления, включающий генератор тактовых импульсов, формирователь пачки прямо угольных импульсов, два дешифратора, счетчик адреса команд, три триггера, три одновибратора, второй узел постоянной памяти и счетчик номера резервуара, выходы разрядов которого и информационный выход второго узла постоянной памя ти подключень к входам кода команды первого и второго коммутаторов, |первого и второго блоков памяти первого и второго блоков памяти ко 34 стант и дешифратора кода команд, выход первого сумматора подключен к первым инфррмационым входам регистра и делителя напряжеиия, к информацион);ому входу первого блока памяти йк выходу устройства, входы первого сумматора соединены соответственно, с информационными выходами первого блока памяти; второго коммутатора и второго блока памяти констант, информационный вход которого соединен с информационным выходом второго блока памяти, информационные входы перйого блока памяти Констант и второго блока памяти соединены с выходами разрядов счетчика, выход первого блока памяти констант подключен к входу цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым информационным входом делителя напряжения , выход которого подключен к пер вому информационному входу первого переключателя, второй информационный вход которого соединен с выходом первого коммутатора, информационные входы которого являются информационными входами устройства, выход первого переключателя соединен с информационным входом первого аНалого-ци4ч ового преобразователя, -выход которого подключен к счетному входу первого реверсивного счетчика, выходы разрядов которого соединены с первой группой информационных входов второго коммутатора, установочный вход первого реверсивного счетчика соединен с выходом первого одновибратора, управляющие входы реверса первого переключателя и первого реверсивного счетчика подключены к нулевому выходу первого триггера, управляющий вход запуска первого аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом второго одновибратора, управляющий вход запуска делителя напряжения соединен с выходом первого дешифратора, информационный вход которого соединен с информационным выходом второго узла постоянной памяти блока управления, адресный вход которого соединен с клходом счетчика адреса команд, а управяющий вход - с е 91Ш1чным выходом второго триггера, единичный вход которого подключен к выходу второго дешифратора, информационные входы которого соединены соответствённо с выходами разрядов счетчиka номера резервуара, счетный вход которого, входы формирователя пачки прямоугольных импульсов BTOpOiTO одновибратора и счетный вход первого TpHrrgjp a соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выход формирователя пачки прямоугольных импульсов подключен к счетному входу счетчика адреса команд, ед ничный выход первого триггера соеди нен со счетным входом третьего тpи гера, единичный и нулевой выходы ко торого подключены соответственно к входам третьего и первого одновиб раторов, выход второго сумматора бл определения номера участка соединен вторым информационным входом регист ра и с Входом узла определения знака сзгшы, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, выход элемента И подключен к тактовому входу регистра и к счетному входу счетчика, входы сумматора блока определения номера |участка соединены соответственно с к ходами регистра и первого узла по стоянной памяти блока определения номера участка, выходы разрядов счетчика подключены к адресному . входу первого узла постоянной памя ти блока определения, номера участк управляниций вход которого подключен к выходу дешифратора кода команд, введены вторые аналого-цифроТвой преобразователь, реверсивный счетчик и переключатель, первый информационный вход которого соединен с .выходом первого коммутатора, второй информационный вход подключен к выходу делителя напряжения, выход второго переключателя соеда1нен с информационным вхо дом второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к счетному входу второго ре версивного счетчика, выходы разрядов которого соединены с второй группой информационных входов второго коммутатора, установочный вхо второго реверсивного счетчика соеданен с выходом третьего одновибратора, единичный выход первого тр гера подключен к управляющим входам реверса второго переключателя и второго реверсивного счетчика, у фавляющий вход запуска второго аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом второго одновибратора. На фиг. I представлена схема устройства; на фиг. 2 - схема блока определения номера участка; на фнг. 3 - схема блока управления; на фиг. А временная диаграмма работы устройства. Устройство (фиг.1) содержит датчики 1 давления, коммутатор 2, переключатели 3 и 4, аналого-цифрон.1е преобразователи 5 и 6, реверсивные счетчики 6 и 7, коммутаторы 9, блок 10 управления, делитель II напряжения, блок 12 памяти, цифро-аналоговый преобразователь 13, сумматор 1А, блок 15 памяти констант, блок 6 памяти констант, блок I7 определения номера участка, блок 18 памяти. Блок определения номера участка (фиг. 2) содержит сумматор 19,. узел 20 постоянной памяти, узел 2 определения знака суммы, регистр 22 счетчик 23, элемент И 24, генератор 25 прямоугольных импульсов, дешифратор 26. Блок управления (.фиг.З) содержит генератор 27 тактовых импульсов, формирователь 28 пачки прямоугольных импульсов, счетчик 29 адреса команд узел 30 постоянной памяти, счетчик 31 номера резервуара, дешифраторы 32 и 33, триггеры 34 - 36 и одновибраторы 37-39. Устройство работает следующим образом. В первом такте блок 10 управления выставляет код-команду, котораг воспринимается коммутатором 2. Г Поле кОда-команды разбито таким обpaioN, что одна его часть несет информацию о номере обслуживаемого резервуара, вторая - определяет выбор оперируемого блока, третья предписывает выполнение заданной операции (считывание, запись и т.п. ). Расшифровка кода-команды осуществляется с помощью дешифраторов (не показаны), установленных в каждом блоке, к которому адаесованы эти команды. Коммутатор 2 подключает выход первого датчика 1 давления к входу переключателя 3, посредством которого сигнал датчика подводится к вхо ду аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 5. Реверсивный счетчик 7 настраивается в режим сложения и за7пускается АЦП 5. Производится цифр вое измерение сигнала датчика. Результат измерения, 4иксируе№1й сче чиком 7, в соответствии с кодамикомандами блока 10 через коммутатор 9 подается на сумматор 14 и дал последовательно записывается в рег делителя II напряжения, регистр бл ка 17 определения номера участка и первую ячейку памяти блока 12 памя ти. Зависимость количества продукта Ьезервуаре от гидростатического да ления столба жидкости имеет вид ку сочно-линейной функции. Ординаты узлов аппроксимации этой функции могут &,1ть определены по значениям к стант из калибровочной таблицы для данного резервуара, а число участков аппроксимации соответствует числу поясов резервуара (равно 8). Номер рабочего участка аппроксимации определяется с помощью блока 1 В приведенном варианте реализации блока 17 используется последовательный способ сравнения кодов результата аналого-цифрового преобразования сигналов, записанного в регистр 22, и значения соответству щей ординаты узлов аппроксимации, хранящихся в узле 20 постоянной памяти. Значения этих ординат посл довательно вычитаются из результата, записанного в регистре 22, до тех пор, пока знак кода на выходе сумматора 19, определяем 1й с помощью узла 21, не станет отрицательным или равным нулю. По этому признаку элемент И 24 перекрывает доступ импульсов геиератора 25 на вход счетчика 23. Последний фиксирует номер рабочего участка аппрок мации. Код номера участка аппроксимаци с выхода блока 17 переписывается в первую ячейку памяти блока 18 па мяти и поступает на входы блока 15 памяти, в котором хранятся констан ты, задакмцие угловой коэф4к1циент наклойа данного участка аппроксимации. Одновременно на другие входы блока-IS подается код первого резервуара. Выбранное значение наклона участка апщ оксима1ши с выхо да блока 15 поступает на вход цифро-аналогового преобразователя (ЦАП ) 13. Выходной аналоговый сигнал ЦАП 13 поступает на вход делителя 11, на выходе последнего обра3S . зуется напряжение, пропорциональное коду, записанному в регистр делителя 1I, и выходному напряжению ЦАП 13. Во втором такте к пepвo y каналу подводится сигнал делителя 1 , а к второму каналу (одновременно выходной сигнал второго датчика. Результат измерения вторым каналом (АЦП) Ь. сигнала второго датчика с выхода реверсивного -счетчика 8, куда он записан в прямом коде, посредством коммутатора 9 через сумматор 14 записывается во вторую ячейку памяти блока 12, регистр делителя 11 и поступает на входил блока 17. Получен1п 1Й с помощью блока 17 код номера соответствующего участка аппроксимации переписывается во вторую ячейку памяти блока 18 и одновременно поступает на входы блока 15. Выбранное значение наклона участка дпя второго резервуара с выхода блока 15 подается на вход ЦАП 13. На выходе делителя И образуется напряжение, пропорциональное коду, записанному в регистре делителя 11, и выходному напряжению ЦАП I3, соответствующему значению выбранного наклона участка аппроксимации. Результат же измерения первого канала (Щи 5) вычитается в реверсивном счетчике 7 из зафиксированного в нем ранее результата измерения слгнала первого датчика. Полученная на выходе счетчика 7 разность посредством коммутатора 9 подается на сумматор 14, где она алгебраически складывается с коД9М, извлеченным из первой ячейки памяти блока 12. Таким образом, на выходе сумматора образуется результат первого приближения дпя сигнала первого датчика, который за- . писывается в первую ячейку памяти блока 12. Реверсивный счетчик 7 сбрасывается в нуль. В следующем такте выходной сигнал третьего датчика подключается к первому, а сигнал делителя 11 к второму каналу измерения. Ход дальнейших операций повторяется, как и в пре; 9лдущем такте изк рения. Число тактов измерения в первом цикле коррекции, зависит от числа обслзтиваемых резервуаров. К моменту окончания опроса всех датчиков давления в ячейках памяти блока 12 (где п - число резервуаров хранятся результаты первого приближения « .в то время как в п-и ячейке записан результат непосредственного (без коррекции) измереиия сигнала п-го датчика. В .h +1 такте для первого датчика начинается второй цикл коррекции, а для датчика и завершается только первый цикл. Выходной сигнал первого датчика подключается к первому каналу измерения , в то время как к второму каналу подводиться выходное напряжение делителя 11, пропорциональное коду, записанному в h-ю ячейку блока 12, и аналоговому выражению наклона рабочего участка аппроксимаодии п-го резервуара. В первом такте второго цикла кор рекции результат повторного измерения сигнала первого датчика, осуществляемого АЦП 5, остается в реве сивном счетчике- 7 без передачи его на сумматор 14. Блок 10 управления подает команду считывания результата первого пр ближения для сигнала первого датчик из первой ячейки памяти блока 12. Извлеченный код поступает на сумматор 14 и записывается в регистр. Далее из памяти блока 18 извлекается номер участка, которому в предыдущем цикле коррекции принадлежал результат непосредственного измерения сигнала первого датчика, извлеченный код подается на входа блока 16, последний вьщает на сумматор 14 код поправки на несоответствие начала данного участка апп роксимации его расчетному значению. Алгебраическая сумма результата пер вого приближения и кода поправки, полученная на выходе сумматора 14 и составляющая первый скорректированны результат измерения, вводится в бло 17, который уточйяет номер участка аппроксимации для сигнала первого датчика. Уточненный номер з астка вводится в первую, ячейку памяти блока 18 и в блок 15. С выхода посл него блока выбранное значение ишсло иа уточненного участка аппроксимации дня первого резервуара подается на вход ЦАП 13. На выходе делителя при этом образуется напряжение, пропорциональное коду, записанному первой ячейке блока 12, и выходному напряжению ЦАП 13. Определение результата первого приближения для сигнала датчика ptосуществляется также как и в предыдущих тактах первого цикла коррекции. В следующем такте второго цикла коррекции к первому каналу измерения подводится выходной сигнал делителя 11, а к второму каналу - сигнал второго датчика. Ход дальнейших операций во втором и последующих циклах коррекции производится -аналогично. При этом в отличие от первого цикла результат повторного измерения сигналов датчиков давления из реверсивных счетчиков не переписывается, скорректированный результат измерения определяется как сумма результата очередного приближения и соответствующего кода Поправки, извлекаемого из блока 16, а уточнение номера участка аппроксимации производится по значению соответствующего скорректированного результата. По заднему фронту импульсов генератора 27, период следования которых определяет длительность измерительного такта, формирователь 28 выдает пачку импульсов, поступающих на вход счетчика 29. В соответствии с состоянием счетчика 29 и триггера 34 отмечающего момент перехода от первого к осуществлению второго и последую1дих циклов коррекции, на выходы узла 20 последовательно выводятся кода.1 команд на выполнение описанных операций блоками 2,9,12,15,16,17 и 18. Поскольку на указанные блоки эти коды-команды поступают одновременно, распознавание команды соответствующему блоку осуществляется с помощью дешифраторов. Для получения N-ro скорректированного результата измерения в устройствах с итерационной коррекцией погрешностей и, в частности, в известном устройстве, необходимо затратить 2N+1 измерительных такта на опрос каждого резервуара, т.е. всего ( 2N-H) h тактов ( п - число резервуаров Ь Реализация изобретения позволяет при прочих равных условиях сократить общее число затрачивае1 х тактов до N ь +1. 111 Таким образом, применение предлагаемого устройства обеспечит по меньшей мере вдвое большее быстродей ствие по сравнению с известным. Так как погрешности используемых АЦП 5 и 6 в предлагаемом устройстве корректируются, в качестве послед них могут быть использованы простейшие и, следовательно, надежные преобразователи. Таким образом, введение второго канала измерения не приведет к существенному усложнению его схемы. Проведем сравнение изобретения с серийно выпускаемой аппаратурой Радиус. Одий комплект такси аппаратуры позволяет осуществить опрос 10 резервуаров за 180 с с погрешностью 0,05%. При этом определяется лишь информация о гидростатичес312 ком давлении продукта в резервуаре. Расчеты показывают, что для осуществления измерения с той же точностью предлагаемым устройством необходимо провести 3-5 циклов коррекции. Если время одного измерительного такта принять равным 40 мс (такая длительность обусловлена требованием обеспечения помехоустойчивости измерений), то время опроса 10 резервуаров определится из расчета: {5 циклов -10 резервуаров + 1 )«, X 40 мс « 2,04 с. Как видно при тех же обеспечиваемой точности и числе обслуживаемых резервуаров быстродействие предпагаемого устройства существеино выше. Изобретение позволяет непосредственно определить код массы продукта, хранящегося в резервуаре.

Фиъ.г