Система регулирования газоперекачивающих агрегатов Советский патент 1986 года по МПК F04B49/00 F04D27/00 

HE, третьи, четвертые, пятые и шестые ключи, четвертую и пятую шины, а также общие модуль арбитра с установочным выходом, третий элемент ИЛИ и шестую шину, подключенную через третьи и четвертые ключи к третьим шинам, а через пятые ключи - к четвертым шинам, связанным через вторые ключи с первыми шинами, причем третьи шины подключены через шестые ключи к пятым шинам, связанным через первые ключи с первыми шинами, в устройствах управления первые входы третьего и четвертого элементов И подключены соответственно к первой и пятой тинам,- вторые входы третьего и четвертого элементов И - соответственно к второму и первому выходам триггера отказа, а выход третьего элемента И - к второму входу второго элемента ИЛИ, первый выход триггера отказа подключен к первым ключам, второму входу первого элемента ИЛИ и первому входу второго элемента И, первый вход первого элемента И подключен к второму . выходу триггера отказа, а выход первого элемента ИЛИ додключен к модулю арбитра, в устройствах представления информации первый выход триггера ошибки подключен к адаптеру, третьим.

Изобретение относится к регулированию газоперекачивающих агрегатов.

Цель, изобретения - повьшение надежности.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой системы; на фиг, 2 - то же, модуля арбитра.

Система регулирования газоперекачивающих агрегатов 1-3 (фиг, 1).. содержит устройства 4-6 управления, снабженные блоком 7 ввода информации включающим коммутатор 8 дискретных сигналов, связанный с датчиками 9 параметров газоперекачивающих агрегатов и первой шиной 10, коммутатор 11 аналоговых сигналов и аналого- цифровой преобразователь 12, блоком 13 вывода информации, включающим распределитель 14 дискретных сигналов и выходные усилители 15, входными 16 и выходными 17 ключами, блоком 18

четвертым, пятым и шестым ключам, входы пятого элемента И подключены к второму элементу И и первому элементу НЕ, первый, второй и третий входы прерываний микропроцессора подключены соответственно к пятому, шестому и седьмому элементам И, первый выход прерывания ми|сропроцессора подключен

к модулю арбитра, а его второй выход к второму элементу НЕ и первому вход шестого элемента И, второй и третий

входы шестого элемента И подключены соответственно к первому и второму элементам НЕ, выход пульта оператора подключен к первому элементу НЕ и . первому входу седьмого элемента И, адаптер связан с пультом оператора, выход третьего элемента ИЛИ подключен к первым входам шестых элементов И, выходы модуля арбитра подключены к вторым входам первого и второ го элементов И, седьмым элементам И и к пятым ключам, установочный выход модуля арбитра подключен к установочным входам микропроцессоров блоков обработки информации устройств

представления информации, а входы первых элементов И . подключены , к входам третьего элемента РШИ.

обработки информации, включающим микропроцессор 19, оперативную память 20, модуль 21 контроля, постоянную память 22, подключенные к второй шине 23, а также триггер 24 отказа, устройства 25-27 представления информации, снабженные пультом 28 оператора, блоком 29 обработки информации и дисплеем 30, включающим адаптер 31 и видеоконтрольное устройство 32, а также первый элемент ИЛИ 33, третью шину 34, первый 35 и второй 36 элементы И, первые ключи 37, третий элемент и 38, последовательно соединен- ные четвертьш элемент И 39, второй элемент ИЛИ 40, вторые ключи 41, пятый 42, шестой 43 и седьмой 44 элементы И, первый 45 и второй 46 злемен- ты НЕ, третьи 47, четвертые 48, пятые 49 и шестые 50 ключи, четвертую 51 и пятую 52 шины, модуль арбитра 53,

3

третий элемент ИЛИ 54 и шестую шину 55.

Кроме ого, блок обработки информации устройства представления информации (фиг. 1) содержит микропроцессор 56, оперативную память 57, постоянную память 58, модуль 59 контроля и триггер 60 отказа, а также первый 61 и второй 62 элементы И второго устройства управления, первый 63 и второй 64 элементы И третьего устройства управления, первый входА , второй вход В и третий вход Б прерываний, первый выход А и второй выход Е прерываний микропроцессора, установочный выход И модуля арбитра, установочный вход Г и выход Ж контроля микропроцессора.

Модуль арбитра содержит первые (фиг. 2) 65 и 66, вторые 67 и 68 и третьи 69 и 70 триггеры и четвертые 71 и 72, пятые 73 и 74 и шестой 75 элементы ИЛИ, восьмые 76 и 77, девятые 78 и 79 и десятые 80 и 81 элементы И, седьмой .элемент ИЛИ 82, одиннадцатый элемент И 83, восьмой элемент ИЛИ 84, третий 85 и четвер- тьй 86 элементы НЕ, первый 87 и второй 88 элементы задержки, а также выходы К,П.,Н Н и выходы модуля арбитра.

Система регулирования газоперекачивающих агрегатов (фиг. 1) работает в следующих режимах.

Режим I (нерезервированный), при котором каждый газоперекачивающий агрегат обслуживает одно устройство управления и одно устройство представления информации.

Режим II (резервированный), при котором в случае отказа блока обработки информации устройства управления какого-либо агрегата функции блока выполняет устройство представления информации этого агрегата, а в случае отказа устройства представления информации агрегата его функции выполняет устройство представления информации другого агрегата.

В режиме I система работает следующим образом.

Для переключения в режим I с вы- хода пульта 28 оператора устройства 25 представления информации подается потенциал, соответствующий логической 1, на первый элемент НЕ 45 седьмой элемент И 44, разрешая прохождение сигналов от модуля арбит20

25

49199. 4

ра 53 через седьмой элемент И 44 на третий вход Б прерывания микропроцессора 56. Одновременно с выхода первого элемента НЕ 45 поступает сиг-(

5 нал, соответствующий логическому О, на пятый 42 и шестой 43 элементы И, запрещая прохождение прерываний на первый А и второй В входы микропроцессора 56.

10 Таким образом, микропроцессор 56 выполняет программу, реализующую функции устройства представления информации, в случае поступления прерывания от устройства 4 управле15 НИН через модуль арбитра 53 на третий вход Б микропроцессора 56,

Регулирование газоперекачивающих агрегатов 1-3 осуществляется путем измерения датчиками 9 контролируемых параметров, вычисления по измеренным значениям заданных значений параметров (уставок), сравнения измеренных и заданных значений параметров, вычисления и формирования требуемых управляющих воздействий, которые пос- тупают на приводы исполнительных механизмов газоперекачивающих агрегатов от вькодных усилителей 15 блока 13 вывода информации. Управление

блоком 7 ввода информации, блоком 13 вывода информации, вычисление управляющих воздействий и передача информации на устройство 25 представления информации осуществляются с по35 мощью блока 18 обработки информации. Микропроцессор 19 блока 18 обработки информации, работая по программе, хранимой в постоянной памяти 22, в начале цикла регулирования выполняет

40 тестирование работы устройства управления. Если тестирование подтверждает исправность работы устройства управления, то далее выполняется программа регулирования, а если ройство управления неисправно, то с выхода Ж контроля поступает сигнал на модуль 21 контроля, которьй осуществляет контроль правильности передачи и приема информации по рторой

5 шине 23 между микропроцессором 19, оперативной памятью 20 и постоянной памятью 22 (контроль четности) и вырабатывает сигнал ошибки в случае нарушения четности или при наличии

55 сигнала на выходе Ж контроля микро- процессора. Сигнал ошибки поступает на триггер 24 отказа, с выхода которого сигнал отказа поступает на

15

20

25

ульт 28 оператора и включает индиатор неисправности, по которому ператор принимает решение о переводе истемы в режим II.5

При нормальной работе устройства правления выполняется программа реулирования, в соответствии с котоой микропроцессор 19 подает через JQ ыходные. ключи 17 и первую шину 10 оманды управления на коммутатор 8 искретных сигналов и на коммутатор 11 аналоговых сигналов, которые существляют опрос датчиков 9 параг- етров. Сигналы дискретных датчиков с выхода коммутатора 8 дискретных сигналов поступают на первую шину 10, Сигналы аналоговых датчиков с выхода коммутатора 11 аналоговых сигналов через аналого-цифровой преобразователь 12 также поступают на лервую шину 10 и далее, как и сигналы дискретных датчиков, через входные ключи 16 на информационный вход микропроцессора 19. По измеренным значениям параметров в микропроцессоре 19 вычисляютйя величины управляющих воздействий и формируются команды управления распределителем 14 дискретных сигналов. Информационные и управляющие сигналы из микропроцессора 19 через выходные ключи 17 и первую шину 10 поступают на распределитель 14 дискретных сигналов, осуществляющий пересылку управляюпщх воздействий через выходные усилители 15 на требуемый привод исполнительных механизмов газоперекачивающих агрегатов. По окончании цикла регулирования микропроцессор 19 формирует массивы информации для выдачи на устройство представления информации и вьщает сигнал прерывания с первого выхода А через первый элемент ИЛИ 33 на модуль арбитра 53. Последний совместно с первыми 35, 61 и 63 и вторыми 36, 62 и 64 элементами И управляет очередностью обмена информацией, поступающей от устройств;. 4-6 управления в устройства 25-27 представления информации. Первые элементы И 35, 61 и 63 формируют сигналы прерывания для микропроцессоров устройств представления информации в резервированном режиме работы системы (режим II) при .55 исправной работе-блоков 18 обработки информации устройств 4-6 управления, а. вторые элементы И 36, 62 и 64 30

35

40

45

50

при неисправной работе блоков 18 обработки информации.

Входы модуля арбитра 53 (фиг. 2) подключены к устройствам управления (выход первого элемента ИЛИ 33 на фиг. 1) и к устройствам представления информации (перлый выход Д микропроцессора 56 на фиг. 1). Сигнал прерывания, поступающий от каждого устройства управления, подается на отдельный канал обработки (входы К ,Л на фиг. 2), причем в каждом канале обработки сигналов прерываний первый триггер 65 (для канала К ), триггер 66 (для канала Л ) используются для запоминания сигнала прерывания, второй триггер 67 (68) - для запрета прохождения сигнала прерывания на третий триггер 69 (70) так, что сигнал прерывания, появившийся первым, проходит, например, с выхода первого триггера 65 через десятый элемент .И 80 на третий триггер 69 и на выход Л, одновременно запрещая прохождение ни выходы модуля арбитра остальных .сигналов прерывания до окончания обработки первого сигнала подачи сигнала запрета через шестой элемент ИЛИ 75 на второй триггер 68, срабатывание которого препятствует прохождению сигнала через десятый элемент И 81. После обработки первого сигнала прерывания на входе М , подключенном к соответствующему устройству представления информации, появляется и сигнал, который через седьмой элемент ИЛИ 82, восьмой элемент И 76 и четвертьш элемент ИЛИ 71 поступает на первый триггер 65 и приводит его в исходное состояние. Этот же сигнал, поступая через второй элемент 88 задержки и восьмой элемент ИЛИ 84, сбрасывает третий триггер 69, и, поступая через первый элемент 87 задержки, девятый элемент И 78, четвертый элемент НЕ 86 и пятый элемент ИЛИ 74, сбрасьгаает второй триггер 68, разрешая прохождение очередного сигнала прерывания после выдачи сигнала общего сброса на установочный выход И через одиннадцатый- элемент И 83. В исходное состояние модуль арбитра приводится подачей сигнала на установочный вход.

Таким образом, если устройство 4 управления (фиг. 1) первым выполняет цикл регулирования и формирования

71

массива для устройства 25 представления информации, то сигнал прерывания с выхода этого устройства управления проходит через модуль арбитра 53, поступает на пятые ключи 49 и через седьмой элемент И 44 - на третий вход Б прерываний микропроцессора 56 и переводит его в режим выполнения программы тестирования, приема и обработки массивов информации, сфор- мированных устройством 4 управления. Сигналы прерываний, поступающие от других устройств (5 и 6) управления, запоминаются в модуле арбитра и задерживаются до окончания работы уст- ройства 25 представления информации.

Сигнал, поданный на пятые ключи 49, разрешает прохождение информации от микропроцессора 19 через выходные ключи 17, первую шину 10, вторые ключи 41, предварительно открытые сигналом от первой шины 10 через третий элемент И 38 и второй элемент ШШ 40, через четвертую шину 51, пятые ключи 49, шестую шину 55 и третьи ключи 47 на третью шину 34 и на информационный вход микропроцессора 56.

Микропроцессор 56 выполняет программу тестирования устройства 25 представления информации и в случае неисправности сигнал с выхода триг- гбра 60 отказа поступает на индикатор пульта 28, по которому оператор рринимает решение о переводе систе- мы в режим II. При отсутствии неисправности микропроцессор 56 переходит к выполнению программы обработки массивов информации, поступающих от устройства 4 управления, которая обес- печивает выдачу по запросу с дисплея 30 требуемых сведений о режимах работы газоперекачивающего агрегата, значений контролируемых параметров, характеристик процесса регулирования, а также аварийной сигнализации. По окончании работы устройства представления информации с первого выхода А микропроцессора 56 поступает сигнал прерывания на модуль арбитра 53, раз- решающий обработку сигналов прерываний от других устройств управления.

В режиме II (с резервированием) .система работает следующим образом.

Для переключения в режим II с вы- хода пульта 28 оператора устройства 25 представления информации подается логический О на первый элемент

99

НЕ 45 и седьмой элемент И 44 и разрешает прохождение на первый А и второй Б входы микропроцессора 56 сигна лов прерываний, управляющий выполнением программ резервирования, запрещая одновременно прохождение через седьмой элемент И 44 на третий вход Б микропроцессора 56 сигнала прерывания, организующего нерезервированный режим работы системы.

В случае отказа блока 18 обработки информации устройства 4 управления сигнал с выхода триггера 24 отказа отключает информационный вход и выход микропроцессора 19 воздействие на входные 16 и выходные 17 ключи Н запрещает прохождение сигналов прерывания с выхода модуля арбитра 53 через первый элемент И 35.

Одновременно сигнал с другого выхода триггера отказа поступает на модуль арбитра 53 через первый элемент ИЛИ 33, разрешает прохождение информации с пятой шины 52 на первую шину 10 воздействием на первые ключи 37, разрешает прохождение сигналов прерывания с выхода арбитра 53 через второй элемент И 36 и разрешает воздействием на четвертый элемент И 39 прохождение сигналов управления вторыми ключами 41 от пятой шины 52. Сигнал с выхода модуля арбитра 53 через второй элемент И 36 и пятый элемент И 42 поступает на первый вход А микропроцессора 56 и передает управление на программу, по которой блок 29 обработки информации устройства 25 представления информации начинает выполнять дополнительно функции блока 18 обработки информации устройства 4 управления. При этом обмен информацией с датчиком 9 и приводами исполнительных механизмов, а также управление коммутаторами 8 и 11 и распределителем 14 осуществляется с помощью йик- ропроцессора 56 от третьей шины 34 через шестые ключи 50, пятую шину 52 первые ключи 37 и первую шину 10, а от первой шины 10 - через вторые ключи 41, четвертую шину 51, пятые ключи 49, шестую шину 55 и третьи ключи 47 на третью шину 34.

Резервирование устройств представления информации осуществляется за счет приема каждым устройством представления информации массивов информации от всех устройств управления

следующим образом. Так как модуль арбитра обеспечивает поочередную обработку сигналов прерываний, поступающих от устройств управления, то к шестой шине 55, являющейся общей для всех устройств представления информации, поочередно через вторые ключи 41 и пятые ключи 49 подключается каждое устройство управления и передает через шестую шину 55 массивы информации. В это время от одуля арбитра 53 через третий элемент ИЛИ 54, через щестые элементы И 43 всех устройств представления информации на вторые входы всех .. микропроцессоров 56 поступает сигнал прерывания, который передает управление на прием информации с шестой Шины 55 через третьи ключи 47.При обработке сигнала прерывания от следующего устройства управления массивы информации, подготовленные этим устройством управления, через шестую шину 55 попадают во все устройства представления информации. Разделение массивов информации и размещение их в .соответствующих участках памяти осуществляется при помои сигнала прерывания, поступающего с установочного выхода модуля арбитра 53 на все установочные входы Г микропроцессоров 56 после обработки прерывания от каждого устройства управления.

Таким образом, в каждом устройст- jae йредставления информации имеются

1249199 О

массивы информации, поступающие от всех устройств управления, что позво| ляет использовать любые устройства представления информации для полу5 чения информации о любом газоперека чивающем агрегате.

При выполнении блоком 29 обработки информации устройства 25 представления информации функций блока 18

to обработки информации устройства 4 управления с выхода микропроцессора 56 поступает сигнал прерывания на шестые элементы И 43 ficex устройЬтв представления информации. Однрвре15 менно этот сигнал поступает через второй элемент НЕ 6 на другой вход шестого элемента И 43, запрещая прохождение сигнала прерывания на второй вход $ микропроцессора 56, уст20 ройства 25 представления информации, в то время, как в устройствах 26 и 27 представления информации сигнал прерывания проходит через щестые элементы И из-за отсутствия запрета,

25 попадает на вторые входы В микропроцессоров и передает управление на при- ем информации с шестой шины 55. Таким образом, блок 29 обработки информации устройства 26 представления

30 информации формирует массивы информации так же, как блок 18 устройства 4 управления и пересыпает на шестую шину 55, а остальные устройства представления информации работают в режи35 ме приема, обработки и индикации этой информации.

Ч

1

P R4

Редактор 0. Головач

Составитель A. Барашников Техред И.Попович

Заказ 4214/34Тираж 586Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор В, Бутяга