Устройство для передачи телеметрической информации Советский патент 1987 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 датчиков в информационно- вычислительный центр.

Цель изобретения - повышение информативности путем определения моментов нестационарности контролируемого параметра.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока определения нестационарности.

Устройство содержит в каждом информационном канале h -1„ датчик 2i-2л, аналого-цифровой преобразователь 3i-3,,, который выполнен на преобразователе 4 аналог- код и генераторе 5 тактовых импульсов, блок 6|-6„ усреднения, первый ключ 7, блок 8 опре.;1еления нестационарности, счетчик- накопитель 9, второй ключ 10, элемент 11 задержки, третий ключ 12, элемент ИЛИ 13, счетчик 14 тактовых импульсов. Кроме того, устройство содержит программно-временной блок 15 управления опросом, блок 16 кодирования адреса и времени, элемент ИЛИ 17, блок 18 формирования сообщений и регистрационный блок 19.

Блок 8 содержит первый элемент И 20, триггер 21, второй элемергт И 22, первый 23, второй 24 элементы задержки, первый счетчик 25, элемент 26 вычитания, второй счетчик 27 и пороговый элемент 28.

Устройство работает следующим образом (на примере информационного канала Ь).

Электрический сигнал с датчика 2 поступает на аналого-цифровой преобразователь 3i, на выходе которого образуется число- импульсный код с периодичностью, определяемой генератором 5 тактовых импульсов. Импульсы с выхода преобразователя 4 поступают в счетчик-накопитель 9 и на вход блока 8 определения нестационарности. Одновремен.но число тактов через открытый ключ 7 занисывается в счетчик 14 тактовых импульсов. Емкость счетчика 9 выбирается исходя из априорного среднего значения измеряемого сигнала и требуемого числа осреднений.

При заполнении счетчика 9 сигнал с разряда снимается, через элемент ИЛИ 13 закрывает ключ 7 и поетупает в программно- временной блок 15 управления опросом, где формируется сигнал считывания содержимого счетчика 14 тактовых импульсов. На соответствующем управляющем выходе блока 15 образуется сигнал, поступающий на считывающий вход счетчика 14.

Таким образом, вместо кодов измеряемых параметров на выход поступает один код числа, величина которого значительно мень- ще значений измеряемых параметров.

Блок определения нестационарности работает следующим образом.

Значения измеряемого параметра в число- импульсном коде, через интервал времени, определяемый периодом следования тактовых импульсов т, поступают на первый (информационный) вход блока. Величина т выбирается больще интервала корреляции процесса f Тк. На выходе элемента вычитания 26 получаем й(1) f(t) -(t-Т).

В пороговом элементе 28 происходит осреднение получаемых значений для вычисления дисперсий D параметра Д. Если процесс стационарный, то дисперсия процесса равна

D(A|(OI АО,

5

0

5

0

0

5

0

5

где

Ло 2с,

- среднеквадратичное отклонение те- леметрируемого параметра.

При этом al 4

где in - количество измерений,

Т-время анализа.

Таким образом, в предположении стационарности в пороговом элементе происходит сравнение |(/)-/4о1 Л, где А определяется уровнем достоверности и не зависит от Ос. При нарушении стационарности параметра изменяется среднее значение дисперсии процесса AS(/), что приводит к тому, что пороговый элемент вырабатывает сигнал нестационарности в реальном масштабе времени.

Импульсы с выхода преобразователя 4 поступают на входы элементов И 20 и 22, на вторые входы которых поступают импульсы с триггера 21, синхронизируемого генератором 5 тактовых импульсов. Сигнал / осреднения проходит с преобразователя 4 на элемент И 20, на вход счетчика 25 и через элемент 23 задержки - на сброс счетчика 27. С выхода счетчика 25 код сигнала записывается в элемент 26 вычитания.

Сигнал осреднения проходит через элемент И 22 на вход счетчика 27 и через элемент 24 задержки - на сброс счетчика 25 подготавливая его к записи следующего измерения. С выхода счетчика 27 код /+1 осреднения записывается в элемент 26 вычитания, с выхода которого разностный сигнал (результат сравнения предыдущего и последующего измерений) подается на пороговый элемент 28. Если разностный сигнал превыщает порог, то с выхода блока 8 определения нестационарности сигнал подается через элемент ИЛИ 13 на вход блока 15, на закрывание ключа 12 и на запись в счетчике 14 тактовых импульсов признака нестационарности. В остальном работа схемы не отличается от указанной при заполнении счетчика-накопителя 9.

Код числа тактов п снимается с счетчика 14 и поступает на соответствующий вход элемента ИЛИ 17, а через элемент 11

задержки и ключи 10 и 12 - на входы сброса счетчиков 9 и 14. После обнуления ключ 7 открывается и процесс повторяется.

Сигнал с блока 8 определения нестационарности через элемент ИЛИ 13 подается в блок 15, на закрывание ключа 12 и на запись признака нестационарности в счетчик 14 тактовых импульсов. Сигнал считывания с выхода блока 15 поступает на счетчик 14 и с него - на вход элемента ИЛИ 17. Ключи 10 и 12 закрыты. Поэтому сброса счетчиков 9 и 14 не происходит в момент появления сигнала нестационарности. Аналогично работают остальные информационные каналы устройства.

Очередность опроса каналов в устройстве устанавливается автоматически и определяется степенью превышения измеряемым сигналом своего математического ожидания и дисперсии, так как первоначально опрашиваются каналы, в которых первым заполняется счетчик 9 или выдается сигнал с бло- ка 8 определения нестационарности.

После считывания числа тактовых импульсов п оба счетчика 9 и 14 сбрасываются. Информационный канал, в котором измеряемая величина существенно превышает среднее значение, опрашивается чаще. Тем самым автоматически устанавливается оптимальное соотношение между скоростью опроса и точностью осреднения. При опросе по сигналу с блока 8 определения нестационарности счетчики 9 и 14 не сбрасываются, и процесс счета тактовых импульсов продолжается до заполнения счетчика 9. При этом определяется номер такта осреднения, в котором имеет место нестационарность процесса. По этим данным можно принять решение об увеличении и уменьшении часто- ты опроса соответствующего параметра и тем самым снизить объем передаваемой информации при сохранении качества.

Формула изобретения

1. Устройство для передачи телеметрической информации, содержашее программно-временной блок, адресный выход которого через блок кодирования адреса и времени соединен с первым входом блока форми- рования сообщений, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход - с входом регистрационного блока, в каждом информационном канале - датчик выход которого соединен с входом преобраj

. 20

0

зователя аналог-код, первый выход которого объединен с выходом генератора тактовых импульсов и подключен к первому входу первого ключа, второй выход преобразователя аналог-код подключен к первому входу счетчика-накопителя, второй вход первого ключа объединен с входом программно- временного блока, выход первого ключа соединен с первым входом счетчика тактовых импульсов, второй вход которого соединен с выходом программно-временного блока, выход - с общей точкой соединения входа элемента задержки и первого входа первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности путем определения моментов нестационарности контролируемого параметра, в него введены второй и третий ключи, второй элемент ИЛИ, блок определения нестационарности, первый вход которого соединен с вторым входом преобразователя аналог-код, второй вход- с выходом генератора тактовых импульсов, первые входы второго элемента ИЛИ, второго ключа и третий вход счетчика тактовых импульсов объединены и подключены к выходу блока определения нестационарности, выход элемента задержки подключен к второму входу второго ключа и к первому входу третьего ключа, выход которого подключен к второму входу счетчика-накопителя, выход которого подключен к второму входу третьего ключа и второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу первого ключа, выход второго ключа подключен к четвертому входу счетчика тактовых импульсов.

2. Устройство по п. , отличающееся тем, что блок определения нестационарности содержит первый и второй элементы задержки, триггер, первый и второй счетчики, элемент вычитания, пороговый элемент, первый и второй элементы И, первые входы которых объединены и являются первым входом блока, выходы подключены непосредственно к первым входам первого и второго счетчиков и через соответствующие элементы задержки - к вторым входам соответственно первого и второго счетчиков, выходы которых через элемент вычитания подключены к входу порогового э.лемента, выход которого является выходом блока, вход триггера является вторым входом блока, первый и второй выходы триггера соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И.

фиг 2

Изобретение относится к передаче телеметрических сообшений и может быть использовано в автоматизированных системах контроля и управления различного назначения при передаче больших объемов информации от датчиков в информационно-вычислительный центр. Изобретение позволяет повысить информативность устройства путем определения моментов нестационарности. Устройство содержит информационные каналы 1 -1„, программно-временной блок 15, блок 16 кодирования адреса и времени, элементы ИЛИ 17, блок 18 формирования сооб- шения, регистрационный блок 19. Сигнал с выхода датчика 2 преобразуется в аналого- цифровом преобразователе 3 в число-импульсный код, который анализируется в блоке 4 определения нестационарности, счетчике-накопителе 9 и поступает в программно- временной блок 15. Информация о стационарности и среднем значении параметра передается кодом, снимаемым с выхода счетчика тактовых импульсов 14. В блоке определения нестационарности сигнал распределяется коммутирующим устройством и подается на счетчики, показания которых поступают на вычитатель, затем сравниваются с заданным значением порогового элемента, наличие сигнала с выхода которого показывает нестационарность телеметрируемого параметра. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. о (Л о СП ю pus