Устройство для управления многоканальной измерительной системой Советский патент 1985 года по МПК G05B19/418 

выходы элементов И второй группы яв- ния коммутаций которого соединены соотляются выходами блока,выходы управле- ветственно с выходами узла приоритета.

1149255

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ, содержащее блок управления, счетчик адресов, регистр команд, выходы разрядов которого соединены соответственно с входами дешифратор ра команд, управляющие выходы которого соединены соответственно с разрешакяцими входами коммутаторов каналов, информационные входы которых являются информационными входами устройства, а выходы соединены соответственно с входами элемента ИЛИ, первый выход блока управления соединен со счетным входом счетчика адресов, первый тактовый вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с. целью повышения быстродействия, в него введены мультиплексор, блок памяти и дополнительные счетчики адресов, счетные входы которых подключены соответственно к выходам блока управления, начиная с второго, выходы управления коммутацией которого подключены соответственно к управляющим входам мультиплексора, информационные входы которого соединены соответственно с выходами разрядов счетчиков адресов., выход мультиплексора соединен с адресным входом блока памяти, информационный выход которого соединен с входом регистра команд, выходы разрядов которого соединены соответственно с информационными входами блока управления, разрешакщий вход которого соединен с синхронизирующим выходом дешифратора команд, выходил генератора тактовых импульсов, начиная с i второго, подключены соответственно к тактовым входам блока управления, (Л начиная с второго, выход элемента ШШ является выходом устройства, причем блок управления содержит триггеры по числу счетчиков адресов, две группы элементов И, узел приоритета ,и регистр, причем информационные входы триггеров соединены соответственно с выходами элементов И первой группы, синхронизирующие входы подсо ю ключены соответственно к тактовьш входам блока, начиная с второго, выСП ходы триггеров соединены соответстел венно с информационньми входами регистра, выходы разрядов которого соединены соответственно с входами узла приоритета, выходы которого соединены соответственно с первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых и разрешающий вход регистра соединены с первым тактовым входом блока, первые входы элементов И первой группы являются информационными входами блока, вторые входы соединены с разрешающим входом блока.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многоканальных телеметрических системах и системах автоматического контроля для управления многоканальной измерительной системой. Известно устройство управления многоканальной измерительной системой, содержащее регистр номера канала, регистр номера датчика, дешифратор, блок запуска, триггеры, схемы И, блоки адресных ключей, ключи уп. равленйя и схему ИЛИ СОНедостатком этого устройства является низкое быстродействие из-за задержек, связанный: с синхронизацией работы устройства и электронной вычислительной ма:шины (ЭВМ), а также из-за значительных затрат ресурсов ЭВМ для управления процессом измерения.

Известно также устройство управления многоканальной измерительной системой, содержащее блок датчиков, блок нормализации, первьй и второй коммутаторы, аналого-цифровой преобразователь, цифровой вычислительный блок, многоканальный приемник, программно-индикаторньй блок, блок сигнализаторов, блок программного управления, запоминающий блок, блок обработки сигналов, блок коррекции, первый и второй элементы И 2}.

Недостатком этого устройства является его сложность из-за наличия в нем цифрового вычислительного блока, контрольно-индикаторного блока, блока сигнализаторов и блока коррекции.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство управления многоканальной измерительной системой, которое содержит регистр команд, выход которого подключен ко входу дешифратора команд, коммутаторы каналов, вход каждого из которых соединен с одним из выходов дешифратора команд, распределитель,, один из выходов которого соединен CQ входом счетчика адресов, генератор импульсов, элемент ИЛИ, регистр конечного реса, схему сравнения, триггер и - . генератор тактовых импульсов,, выходы коммутаторов каналов подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, второй выход регистра команд подключен ко входу регистра конечного адреса, выход которого подключен к одному из входов схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу счетчика адресов, а выход ко входу триггера, второй вход триггера соединен с выходом дешифратора команд, выход триггера подключен ко входу генератора тактовых импульсов, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к распределителю, другие вькоды которого соединены с соответствукщими входами коммутаторов каналов СЗ. Устройство работает следующим образом.

ЭВМ вьщает код начального адреса группы датчиков, который поступает ,на регистр команд, а оттуда заносится в счетчик адресов. Далее ЭВМ вьщает код конечного адреса этой группы датчиков, который через-регистр команд заносится в регистр конечного адреса. Измерения начинаются с прихода от ЭВМ команды Пуск, которая поступает на регистр команд и расшифровывается девшфратором. Выходной сигнал дешифратора переводит триггер в единичное состояниё, при этом генератор тактовых импульсов начинает посылать импульсы на вход распределителя, который в установленные моменты времени и с заданной частотой ваддает импульсные сигналы на вход счетчика адресов. Счетчик начинает работать в режиме накопления и вьщает коды адресов соответствующей группы датчиков которые используются для управления коммутацией датчиков. При этом коды адресов датчиков соответственно будут равны М, N +1, ., ..., М, где N - код начального адреса группы датчиков; М код конечного адреса группы датчиков. Когда будет выполнено задание измерения, код текущего адреса, выданного счетчиком, совпадет с кодом конечного адреса и схема сравнения вьдаст сигнал Конец оп- роса, по которому триггер перейдет в состояние О. Генератор при этом закончит передачу пачки импульсов на вход распределителя. Для управления коммутацией следующей группы датчиков ЭВМ вьщает коды начального и конечного адреса соответствукнцей группы датчиков. При этом адреса датчиков в каждой группе отличаются только на единицу, а частоты опроса - каждой группы датчиков задаются ЭВМ Недостатком известного устройства является низкое быстродействие вследствие того, что оно предназначено для измерительной системы, про изводящей последовательные измерени сигналов определенной группы датчиков с одной частотой опроса из общего числа присоединенных датчиков. Начальный и конечный адрес этой гру пы датчиков вьщает ЭВМ. Изменение частоты опроса определенного количества датчиков требует соответ- ствующего быстродействия ЭВМ. Цель изобретения - повышение быс родействия. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок управления, счетчик адресов, регистр команд, выходы разрядов ко торого соединены соответственно с входами дешифратора команд, управля щие выходы которого соединены соответственнд с разрешающими входами коммутаторов каналов, информационны входы которых являются информационными входами устройства, а выходы соединены соответственно с входами элемента ИПИ, первый выход блока уп равления соединен со счетным входом счетчика адресов, первый тактовый вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, введены мультиплексор, блок памяти и дополнительные счетчики ад 54 ресов, счетные входы которых подключены соответственно к выходам блока управления, начиная с второго, выходы управления коммутацией которого подключены соответственно к управляющим входам мультиплексора, информа- ционные входы которого соединены соответственно с выходами разрядов счетчиков адресов, выход мультиплексора соединен с адресным входом блока памяти, информационный вход которого соединен с входом регистра команд, выходы разрядов которого соединены соответственно с информационными входами блока управления, раз- решакяций вход которого соединен с синхронизирующим выходом дешифратЬ-/ ра команд, выходы генератора такто-) вых импульсов, начиная с второго, « подключены соответственно к тактовым входам блока управления, начиная с второго, выход элемента ИЛИ является выходом устройства, причем блок управления содержит триггеры по числу счетчиков адресов, две группы элементов И, узел приоритета и регистр, причем информационные входы триггеров соединены соответственно с выходами элементов И первой группы, сикхронизирунт ие входы подключены соотве-гственно к тактовьм входам блока, начиная с второго, выходы триггеров соединены соответственно с информационными входами регистра, выходУ разрядов которого соединены соответственно с входами узла приоритета, выходы которого соединены соответственно с перньши входами элементов И второй группы, вторые входы которых и разрешающий вход регистра соединены с первым тактовым входом блока, первые входы элементов .И первой группы 11вляются информационными входами блока вторые входы соединены с разреваяцим входом блока, выходы элементов И второй группы являются, начиная с первого, выходами блока, выкоды управления коммутацией котсфого соединены соответственно с выходами узла приоритета. На фнг. 1 представлена схема устройства-, на фиг. 2 - схема блока управления; на фяг. 3 - схема геиератора тактовых импульсов. 1 Устройство содержит регистр t команд, дешифратор 2 команд, коммутаторы 3 каналов, элемент ИЛИ 4.

блок 5 угфавления, счетчик 6 адресо генератор 7 тактовых импульсов, счетчики 8 адресов, мультиплексор 9, блок 10 памяти, триггеры 11, групы элементов И 12и 13, узел 14 при ритета, регистр 15, вкоды 16-19 блока 5, выходы 20-22 блока 5, генератор 22, счетчнк 23.

Устройство работает следуняцим образомо

По каждому сигналу генератора 7 тактовых импульсов, поступающему с выхода 24 на вход 16 блока 5 управления, один из счетчиков адресов (6, 8 - 8 ) выбирает соответствуницее значение из блока 10 памяти, С частотами, соответствующими выходным сигналам генератора 7, включаются в работу определенные счетчики адресов, причем в любое время работает только один из счетчиков адресов, являющийся в данньй момент .наиболее приоритетным. Именно его содержимое, соответствующее номеру ячейки, Bi которой хранится код номера опрашиваемого датчика, через мультиплексор 9 поступает на вход блока 10 памяти. Старшие разряда входов мультиплексора 9 подключены к логическим О и 1 таким образом, чтобы при установлении нуля во всех счетчиках и включении счетчика 6, номер которого от блока 5 управления поступает на управляющий вход мультиплексора 9, на выходе мультиплексора 9 был код, соответствующий адресу А, а при включенном счетчике 8 на выходе мультиплексора 9 - код, соответствующий адресу в

и т ,Д..

В блоке 10 памяти записаны коды адресов датчиков, прячем с адресаД блока 10 памяти запмсаны кода адресов первой группы датчиков, с адреса 6 блока 10 ПШ4ЯТИ - коды адресов второй группы датчшсов и т.д.

Блок 5 управления в соответствии с поступающими на его входы сигналами от генератора 7 тактовых импульсов открывает счет соответствующих счетчиков адресов. По содержимому счетчиков адресов из блока 10 памяти поступают коды адресов соответствующей группы датчиков на -вход регистра 1 команд и расшифровываются дешифратором 2, сигналы с которого поступают на входы коммутаторов 3 каналов. После кода последнего адреса определенной группы датчиков из блока 10 памяти поступает призна окончания, который через дешифратор 2 поступает на вход 17 блока 5. После этого начинает работать следующий счетчик адресов. Этим признаком является старший разряд информации, поступающей из блока 10 памяти на регистр 1, по которому дешифратор 2 определяет, являются ли остальные разряды информации адресом подключаемого датчика или же по содержимому этих -разрядов должен переключаться блок 5.

Полсвкительный эффект от использования предлагаемого устройства заключается в повьшений его быстродействия пу тем опроса датчиков измерительной системы в любой последовательности и опроса их по группам с различной частотой, где группа датчиков может иметь частоту опроса значительно большую, чем остальные датчики,

Известное устройство может обеспечивать только последовательный опрос определенной группы датчиков с требуемой частотой, но при этом остальные каналы измерительной сиете в 1 должйы быть отключены.

Так, в измерительной системе, содержащей, например 1000 датчиков, могут быть определенные группы датчиков, находящихся в различных каналах частота опроса которых должна быть максимальной средней, минимальной - 100 Гц, 10 Гц, причем, в первой группе ТОО датчиков, во второй - 100, а в третьей - 800.

Известное устройство практически не может обеспечить управление такой измерительной системы из-за низкото быстродействия и соответствующих затрат ЭВМ, так как :ЭВ на опрос каждого датчтса должна вьщать три команды (Пуск, Код начального адреса счетчика, Код конечного адреса счетчика) в случае, если в каждой группе датчиков коды адресов датчиков отличаются больше, чем на 1. Таким образом, за 1 с ЭВМ должна вьщать в устройство следующее число команд:

S M. + ,

где 5 - общее число команд}

М ,N|K - количество датчиков соответствующей группы

f,2 опроса соответствующих групп датчиков. 5 ЮО-ЮОЗ + 100 ЮЗ + 800-1

.«3 35400.

В предлагаемом устройстве для обеспечения такого режима достаточно записать в блок 10.памяти коды адресов опрашиваемых датчиков по TpeeyeiedM группам, а требуемые частоты обновления информации подаются на входы блока 5 управления от генератора 7 тактовых импульсов. Таким образом, за каждой группой датчиков будет следить свой счетчик адресов, па содержимому которого будет извлекаться информация из блока 10 памяти, являющаяся адресами

каналов и номерами присоединенных датчиков, При необходимости { нформадня в блоке 10 памяти может быть заменена, и устройство будет производить опрос других групп датчиков с заданными частотами обновления информации.

Затрат ЭВМ на управление измерительной системой не требуется (в нашем случае это 35,4 тыс. команд в течение каждой секунды). Вся мощность ЭВМ затрачивается только на обработку поступающей информации от измерительной системы через коммтаторы 3 и элемента ИЛИ А устройства.

Фиг.1

От6л.г OmSA.fOmff/t.7

22

Фиг. г

Кд/1.5

J