Аналого-цифровой преобразователь интегральных характеристик электрических величин Советский патент 1987 года по МПК H03M1/06 

fO

11320900

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в измерительно-информационных системах, автоматизированных системах управления, где предусматривается контроль и ввод данных об интегральных пара- метрах электрической сети в электронные вычислительные машины для последующей обработки.

Цель изобретения - расширение обасти применения за счет увеличения числа и диапазона преобразуемых сигналов ,

На чертеже представлена схема аналого-цифрового преобразователя интегральных характеристик электрических величин,

Аналого-цифровой преобразователь интегральных характеристик электрических величин содержит согласующее устройство 1, первый и второй аналоговые коммутаторы 2 и 3, источник 4 опорного напряжения, интегрирующий еремножитель 5 входных сигналов, блок 6 управления, генератор 7 опорой частоты, блок 8 деления на пери 5

20

25

ве ту ля бл

ор ет с пе со со по но ва по фо ющ бо де хо сч ян

ет ус ты по со ти та ро те на

од, извлекатель 9 квадратного корня, блок 10 масштабирования, счетчик 11 результата, триггер 12 знака, вычитающий счетчик 13 коррекции и ключ 14.

Блок 6 управления содержит нуль- орган 15, элемент 16 задержки и элемент ИЛИ 17, первый и второй счетчики 18 и 19, первый и второй регистры 20 и 21, программируемое постоянное запоминающее устройство 22 и мультиплексор 23,

Блок 10 масштабирования содержит мультиплексор 24, двоичный умножител 25 и программируемое постоянное запоминающее устройство 26,

Аналого-цифровой преобразователь работает следующим образом.

Подключение нормированных напряжений с выходов согласующего устройства 1 к входам перемножителя 5 осуществляется в нем двумя аналоговыми коммутаторами 2 и 3. Причем коммутатор 2 производит выборку входного канала преобразователя, по которому поступают сигналы от конкретного энергообъекта (т.е. производится выборка этого объекта для контроля) , а коммутатор 3 осуществляет в текуще такте работы преобразователя коммутацию комбинаций напряжений для преобразования конкретной электрической

5

0

5

0

5

0

5

0

5

величины, соответствующей этому такту. Работой коммутаторов 2 и 3 управляют соответственно регистры 21 и 20 блока 6 управления.

Очередной импульс на выходе нуль- органа 15, на вход которого поступает одно из нормированных напряжений с выхода коммутатора 2, производит перенос в регистры 21 и 21 очередных состояний кодов из. счетчиков 18 и 19, соответствующих номерам очередного подтакта (номер периода в такте плюс номер этого такта) работы преобразователя и выбранного входного канала, после чего в счетчике 18 начинается формирование состояния, соответствующего номеру следующего подтакта работы преобразователя. Для этого задержанный элементом 16 импульс с выхода нуль-органа 15 поступает на вход счетчика 18 и увеличивает его состояние (номер подтакта) на 1,

Выходной код счетчика 18 поступает на адресные входы запоминающего устройства 22, разрешая при этом считывание с последнего кода разрешения подтакта, соответствующего текущему состоянию счетчика 18, на входы мультиплексора 23, Коды разрешения подтакта заносятся в запоминающее устройство 22 при установке преобразователя на электроподстанции, т,е, до начала его работы.

Адрес ячейки записи кода совпадает с номером разрешаемого подтакта, а очередной разряд кода указывает на разрешение (нулевое состояние) или исключение (единичное состояние) этого подтакта для конкретного входного канала (контролируемого объекта) , При О на входе мультиплексора 23, соответствующем текущему состоянию управляющего кода, определяемого номером входного канала (с выходом счетчика 19), на выходе мультиплексора 23 находится н шевой потенциал,

При этом состояние счетчика 18 (номер следующего подтакта работы преобразователя) больше не изменяет- ся и очередным импульсом на выходе нуль-органа 15 переносится в регистр 20, т,е, очередность подтактов в преобразователе не изменяется,

При 1 на входе мультиплексора 23, соответствующей текущему состоянию управляющего кода, на его выход поступает импульс с выхода генератора 7 опорной частоты, подаваемый на

вход стробирования мультиплексора. Это приводит к увеличению состояния счетчика 18, а следовательно, и номера следующего подтакта работы преобразователя еще на единицу, что определяет пропуск подтакта с предыдущим номером.

Мультиплексор 23 исследует код разрешения подтакта, номер которого определяется новым состоянием счетчика 18 и т.д. до появления на входе мультиплексора 23, соответствующем текущему коду входного канала О, после чего уже состояние счетчика 18 не изменяется и очередным импульсом с выхода нуль-органа 15 переносится в регистр 20,.

Частота следования импульсов на выходе генератора 7 намного больше частоты сигналов на входе нуль-органа 15. Поэтому в течение текущего подтакта работы преобразователя, определяемого текущим состоянием регистра 20, состояние кода в счетчике 18, определяющее номер следующего подтакта работы преобразователя, может изменяться на любое требуемое число пропусков подтактов по текущему входному каналу.

очередного цикла работы преобразова теля является подготовительным, т,е в нем подключений напряжений к входам перемножителя 5 не производится

Предлагаемый аналого-цифровой коммутатор обеспечивает обслуживание не одного, а всех объектов контроли руемой злектроподстанции (обычно 10 12), что приводит к значительному снижению (в 10-12 раз) общего объем оборудования контроля работы зтой подстанции. Кроме того, в предлагае мом преобразователе предусмотрена возможность исключения преобразования отдельных электрических вели«0

J5

чин, не подлежащих контролю на част объектов контролируемой злектроподстанции, что приводит к облегчению обслуживания контролируемой аппара- 20 туры из-за исключения избыточной ин формации .

Формула изобретени

25 Аналого-цифровой преобразователь интегральных характеристик эле трических величин, содержащий согла сующее устройство, входы которого являются входными щинами, блок упра

При предварительной записи в ячей- 30 ления, первые выходы которого под ключены соответственно к управляющи входам изплекателя квадратного корня и ключа, входам начальной устано ки триггера знака и вычитающего сче чика коррекции, входу сброса в нуль счетчика результата и управляющим входам блока деления на период и первого аналогового коммутатора, пе вым управляющим входом интегрирующе го перемножителя входных сигналов и блока масштабирования, вход опорног напряжения первого аналогового коммутатора соединен с выходом источн ка опорного напряжения, а выходы ки 22 памяти с адресами, соответствующими периодам одного и того же такта, одинаковых кодов разрещения подтактов, осуществляется соответственно разрещение или исключение из работы преобразователя для определенных входных каналов всего этого такта, а следовательно, и электрической величины, ему соответствующей, так как при исключении такта коммутатор 2 не подключает к входам перемножителя 5 совокупности сигналов, нужной для преобразования соответствующей

ключены соответственно к управляющим входам изплекателя квадратного корня и ключа, входам начальной установ ки триггера знака и вычитающего счет чика коррекции, входу сброса в нуль счетчика результата и управляющим входам блока деления на период и первого аналогового коммутатора, пер вым управляющим входом интегрирующего перемножителя входных сигналов и блока масштабирования, вход опорного напряжения первого аналогового коммутатора соединен с выходом источни ка опорного напряжения, а выходы зтому такту электрической величины.

За один подтакт до окончания цикла45 информационными входами интегрируработы преобразователя по очередному входному каналу на выходе переполнения счетчика 18 появляется импульс переполнения, приводящий к увеличению состояния счетчика 19, а через 50 подтакт - регистра 21 на единицу.

ющего перемножителя входных сигналов третий вход которого объединен с так тирующим входом блока деления на период и соединен с выходом генератора опорной частоты, а знаковый выход соединен с управляющим входом триггера знака, выход которого является знаковым выходом устройства, информационные выходы интегрирующего перемножителя входных сигн;алов подключены соответственно к информационным входам блока деления на период, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым

следствием чего является переключение входных каналов преобразователя.

Напряжения, управляющие работой устройства 6 управления по соседним входным каналам, могут не совпадать по фазе. Поэтому, во избежание ошибок преобразования, первый подтакт

209004

очередного цикла работы преобразователя является подготовительным, т,е. в нем подключений напряжений к входам перемножителя 5 не производится.

Предлагаемый аналого-цифровой коммутатор обеспечивает обслуживанием не одного, а всех объектов контролируемой злектроподстанции (обычно 10- 12), что приводит к значительному снижению (в 10-12 раз) общего объема оборудования контроля работы зтой подстанции. Кроме того, в предлагаемом преобразователе предусмотрена возможность исключения преобразования отдельных электрических вели«0

J5

чин, не подлежащих контролю на части объектов контролируемой злектроподстанции, что приводит к облегчению обслуживания контролируемой аппара- туры из-за исключения избыточной информации .

Формула изобретения

Аналого-цифровой преобразователь интегральных характеристик электрических величин, содержащий согласующее устройство, входы которого являются входными щинами, блок управления, первые выходы которого под

ключены соответственно к управляющим входам изплекателя квадратного корня и ключа, входам начальной установки триггера знака и вычитающего счетчика коррекции, входу сброса в нуль счетчика результата и управляющим входам блока деления на период и первого аналогового коммутатора, первым управляющим входом интегрирующего перемножителя входных сигналов и блока масштабирования, вход опорного напряжения первого аналогового коммутатора соединен с выходом источника опорного напряжения, а выходы информационными входами интегриру

ющего перемножителя входных сигналов, третий вход которого объединен с тактирующим входом блока деления на период и соединен с выходом генератора опорной частоты, а знаковый выход соединен с управляющим входом триггера знака, выход которого является знаковым выходом устройства, информационные выходы интегрирующего перемножителя входных сигн;алов подключены соответственно к информационным входам блока деления на период, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым

информационными входами блока масштабирования, третий информационный вход которого объединен с информационным входом извлекателя квадратного корня и подключен к третьему выходу блока деления на период, а четвертый информационный вход соединен с выходом извлекателя квадратного корня, счетный вход счетчика результата объединен с информационным входом ключа и подключен к выходу блока масштабирования, выход ключа соединен с счетным входом вычитающего счетч,ика коррекции, выходы которого подключены соответственно к вторым управляющим входам интегрирующего перемножителя входных сигналов, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет увеличения числа и диапазона преобразуемых сигналов, в него введен второй аналоговый коммутатор, информационные входы которого подключены соответственно к выходам согласующего устройства, управляющие входы объединены соответственно с вторыми управлякяцими входами блока масштабирования и соответственно подключены к вторым выходам блока управления, первый вход которого соединен с первым выходом второго аналогового коммутатора, вторые выходы которого подключены соответственно к информационным входам первого аналогового коммутатора.

второй вход блока управления соединен 35 которого соединен с выходом мультис выходом генератора опорной частоты 2, Преобразователь по п, 1, о т - лишающийся тем, что блок управления выполнен на первом и втором регистрах, входы записи которых объединены с входом элемента задержки и подключены к выходу нуль-органа, вход которого является первым входом блока управления, первыми выходами которого являются выходы первого регистра, информационные входы которого соответстбенно объединены

5

0

5

0

с адресными входами программируемого постоянного запоминающего-устройства и соответственно подключены к информационным выходам первого счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу элемента задержки, а второй вход соединен с выходом мультиплексора, информационные входы которого подключены соответственно к выходам программируемого постоянного запоминающего устройства, вход стробирования является вторым входом блока управления, а входы управления соответственно объединены с информационными входами второго регистра и соответственно подключены к выходам вторб- Го счетчика, счетный вход которого соединен с выходом переполнения первого счетчика, выходы второго регистра являются вторыми выходами блока

управления,

I

3, Преобразователь по п. 1, о т - личающийся тем, что блок масштабирования выполнен на мультиплексоре , информационные входы которого с первого по четвертый являются соответственно первым,вторым, третьим, четвертым информационными входами блока масштабирования, выхо-, дом которого является выход двоичного умножителя, информационный вход

плексора, первые и вторые управляющие входы которого объединены соответственно с первыми и вторыми адресными входами программируемого постоянного запоминающего устройства и являются соответственно первыми и вторыми управляющими входами блока масштабирования, управляющие входы двоичного умножителя подключены соответственно к выходам программируемого постоянного запоминающего устрой- ства.

r

tr «М

«-Ч

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в измерительно-информационных системах, автоматизированных системах управления, где предусматривается контроль и ввод данных об интегральных пари- метрах электрической сети в электронные вычислительные машины для последующей обработки. В преобразователь, содержащий согласующее устройство 1, первый аналоговый коммутатор 2, источник 4 опорного напряжения, интегрирующий перемножитель 5 входных сигналов, блок 6 управления, генератор 7 опорной частоты, блок 8 деления на период, извлекатель 9 квадратного корня, блок 10 масштабирования, счетчик 11 результата, триггер 12 знака, вычитающий счетчик 13 коррекции и ключ 14, с целью расширения области применения за счет увеличения диапазона преобразуемых сигналов, введен второй аналоговый коммутатор 3. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. СЛ о ;о о о

Составитель Ю. Спиридонов Редактор И. Касарда Техред В.Кадар Корректор Г. Решетник

- ---. -- «.- - - «..- .-. .„„ - -.- -.-.-- в.,«..

Заказ 2667/56 Тираж 901Подписное

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