Фильтр сбоев Советский патент 1988 года по МПК G06F11/24 

фиг.1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для фильтрации сбоев в сигналах датчиков первичной информации, либо когда эти сигналы образуются накоплением за определенный интервал, либо когда датчики о.прашиваются в дискретные моменты времени.

Целью изобретения является расширение области применения за счет обнаружения выбросов большой длительности.

тий момент времени, а на пе третьего и четвертого сумма 13 входной сигнал, зафикс во воторой момент времени. мажорирующего устройства 15 медиану пяти величин, подан входы этого блока. Этими ве фиксирующими входной сигнал и второй моменты времени, с третьего коммутатора 3 и за щих устройств 8, 9 характер ной сигнал, С помощью сумма получают величины: И

На фиг„1 приведена функциональная j (И - И)Кд| +( И,).-К

Кд и

30

35

схема фильтра сбоев; на фиг. 2 - менная диаграмма его работы и времен- най диаг рамма работы известного фильтра сбоев.

Фильтр сбоев (фиг.1) содержит ком-2о мутаторы 1-4, запоминающие устройства 5-9, сумматоры 10-14, мажорирующее устройство 15, генератор 16 тактовых импульсов, шестое зaпo a нaющee устройство 17, блоки 18-21 сравнения,25 счетчики 22, 23, элементы И 24, 25, элемент И-НЕ 26, триггер 27, вход 28 задания константы фильтрации фильтра,

Счетчики 22, 23 по приходе тактовых импульсов сбрасываются в нулевое состояние, если с выхода триггера,27 и блока 19 сравнения соответственно поступают нулевые сигналы. При поступлении с выходов триггера 27 и блока 19 сравнения единичных сигналов счетчики 22 и 23 производят подсчет тактовых импульсов,

Триггер 27 устанавливается в единичное или нулевое состояние, если на его единичном или нулевом входах со- .р ответственно присутствует единичньй сигнал. При наличии единичных сигналов на обоих входах триггера 27 он устанавливается в единичное состояние.

Фильтр сбоев работает следующим образом.

С помощью первого коммутатора 1 в запоминающих устройствах 5-7 фиксируются значения входного сигнала в трех последовательных тактах. При помощи второго ко «гмутатора 2 на первые входы первого, и второго сумматоров 10 11 подают входной сигнал, зафиксирован- ньй в первьш из трех моментов времени,, на пятый вход мажорирующего устройства 15, информационньш вход шестого запо- коммутатора 2 минающего устройства 17 и первый вход первого блока 18 сравнения подается входной сигнал,, зафиксированный в тре-(И 2 K.f)Kg, где И., и И 2. сигнапов, относящиеся соот к первому и второму момент

Kg- постоянные коэффи Полученные величины под рые входы сумматоров 10-13 ют их в качестве стробов. ют не постоянную величину,, ются в зависимости от нара убывания) фильтрованного си интервалах времени, предше данному замеру. Для этого лученные в определенные мом

45

,50

ни, поступают в запоминаюпщ ва 8 и 9. Эту функцию выпол тий коммутатор 3, который генератора 16 тактовых иму равляет сигналы в запомина |)рйства 8 и 9, где запоьшл нятся значения сигналов в моменты времени. Из храняшд лов формируют величины, пр Fibie скорости их изменения. ча решается при помощи чет коммутатора 4, который посы ределенном порядке значени на пятый сумтматор 14, кото рует переменные стробы, по вторые входы сумматоров 10 скорость входного с игнала малы и стробы, что снижает выброса появления сбоя. Од чае повторного воздействия фильтр сбоев скорость изме ного сигнала приближается увеличивает величину строб

довательно, открывает филь хождения недостоверной инф Для анализа длительного значения сигнала с выхода запоминаются запоминающем устройстве 17 ются со значениями выхода щего устройства 15 в первом

тий момент времени, а на первые входы третьего и четвертого сумматоров 12, 13 входной сигнал, зафиксированньш во воторой момент времени. На выходе мажорирующего устройства 15 получают медиану пяти величин, поданных.на входы этого блока. Этими величинами, фиксирующими входной сигнал в первьм и второй моменты времени, с помощью третьего коммутатора 3 и запоминающих устройств 8, 9 характеризуют входной сигнал, С помощью сумматора 14 получают величины:

(И - И)Кд| +( И,).-К

(И - И)Кд| +( И,).-К

Кд и

S 5

-(И 2 K.f)Kg, где И., и И 2. значения сигнапов, относящиеся соответственно к первому и второму моментам времени5

Kg- постоянные коэффициенты. Полученные величины подают на вторые входы сумматоров 10-13 и используют их в качестве стробов. Стробы имеют не постоянную величину,, а изменяются в зависимости от нарастания (или убывания) фильтрованного сигнала на интервалах времени, предшествующ данному замеру. Для этого сигналы, полученные в определенные моменты времекоммутатора 2

ни, поступают в запоминаюпще устройства 8 и 9. Эту функцию выполняет третий коммутатор 3, который по сигналам генератора 16 тактовых имупльсов направляет сигналы в запоминающие уст- |)рйства 8 и 9, где запоьшлаются и хранятся значения сигналов в прошедшие моменты времени. Из храняшд-тхся сигна лов формируют величины, пропорциональ- Fibie скорости их изменения. Эта задача решается при помощи четвертого коммутатора 4, который посылает в определенном порядке значения сигналов на пятый сумтматор 14, которьш и формирует переменные стробы, посыпая их на вторые входы сумматоров 10-13, Если скорость входного с игнала мала, то малы и стробы, что снижает величину выброса появления сбоя. Однако в случае повторного воздействия выброса на фильтр сбоев скорость изменения входного сигнала приближается к нулю, что увеличивает величину стробов и слекоммутатора 2

довательно, открывает фильтр для прохождения недостоверной информации« Для анализа длительного выброса значения сигнала с выхода (третьего) запоминаются в шестом запоминающем устройстве 17 и сравниваются со значениями выхода мажорирующего устройства 15 в первом блоке 18

сравнения. Если эти значения не равны т.е. произошел выброс в канале изменения, блок 18 сравнения своим выходом устанавливает триггер 27 в единичное состояние, который включает первы счетчик-22. Второй блок 19 сравнения сравнивает первое значение выброса, зафиксированное в запомина оп1ем уст- ройстве Г/, с последующш ш значенияьш сигнала и в случае равенства включает второй счетчик 23.

В четвертом блоке 21 сравнения сравнивается значение счета первого и второго счетчиков 22, 23. В случае неравенства, при совпадении значений первого, второго и третьего входов первого элемента И 24 сбрасывается в нулевое состояние триггер; 27, Для оп- ределе1шя момента окончания набора данных для временного анализа воздействия выброса предназначен третий блок 20 сравнения которьй сравнивает значение первого счетчика 22 с кодом, заданньп-1 оператором-на входе 28 зада- кия константы фильтрации фильтра. Если с момента выброса сигнала значение сигнала изменится хотя бы раз до момента сравнения на блоке 20 сравнения, триггер 27 сбрасывается в нулевое состояние и сбросит состояние счетчиков 22 и 23. Если значение выброса не изменилось за количество тактов, определяемое кодом на входе 28 фильтра, элемент И-НЕ 26 воздействует на третий вход второго элемента И 25 и по совпадению сигналов на трех его входах на выходе оизибки фильтра появляется сигнал, сообщающий о недостоверности информации, проходягций через фильтр.

Формула изобретения

Фильтр сбоев по авт, св. № 940161, л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расимрения области применения за счет обнаружения выбросов большой длительности, в него введены шестое

Q

5 о 5 „

0

5

5

запоминающее. устройство, четыре блока сравнения, два счетчика, два элемента И, элемент И-НЕ и триггер, причем третий выход второго коммутатора соединен с первь{ми информационными входами первого и второго блоков сравнения и информационным входом шестого запоминающего устройства, выход которого соединен с вторым информационным входом второго блока сравнения, выход, мажорирующего устройства соединен с вторым информационным входом первого блока сравнения, выход иесравнения которого соединен с единичным входом тригг ера, прямой выход которого соединен с разрешающим входом первого . счетчика и первыми входами первого и второго элементов И, информационный выход первого счетчика соединен с первыми информационныьм входами третьего и четвертого блоков cpaBHetrafl, выход сравнения второго блока сравнения соединен с разрешающ1 м входом второго счетчика, информациоиньш выход которого соединен с вторым инфop aциoнньtм входом четвертого блока сравнения, выход сравнения третьего блока сравне ния соединен с вторыми входам-i первого и второго элементов II, выход несравнения четвертого блока сравнения соединен с третьим входом первого элемента И и первым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с тре- . тьим входом второго элемента И, выход которого является выходом ошибки фильтрации фильтра, выход первого элемента И соединен с нулевым входом триггера, двенадцатьй вькоД генератора тактовых импульсов соединен с разрешающим входом шестого запоминающего устройства, тактовыми входами ,блоков сравнения, счетными входами первого и второго счетчиков, четвертьи-иг вхо- первого и второго элементов И, вторым входом элемента И-ПЕ и такте- вым входом триггера, второй информа- ционньш вход третьего блока сравнения является входом задания констан- ты фильтрации фильтра.

2. Работа 9ез ce/fe/fuuu d/tume/ftjHOCff u выброса ( ffoa.c NS fOtef)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для фильтрации сбоев в сигналах датчиков первичной информации, либо когда эти сигналы образзпотся накоплением за определенный интервал, либо когда датчики оп- рЪпиваются в дискретные моменты врефильтра сбоев по а.с. № 940161. Цепь изобретения - расширение области применения за счет обнаружения выбросов большой длительности. 1 1тьтр сбоев содержит коммутаторы 1-4, запоминающие устройства 3-9, сумматоры 10-14, мажорирующее устройство 15, генератор 16 тактовых импульсов, шестое запоминающее устройство 17, блоки 18-21 сравнения, счетчики 22, 23, элементы И 24, 25, элемент И-НЕ 26, триггер 27, вход 28 задания константы фильтрации фильтра. Фильтр сбоев позволяет однозначно и своевременно характери зовать отказ датчиков и сбой в канале измерения, что повьппает достоверность информации о ходе технологического процесса. 2 ил. Г выход I сл 1 4 4: 00 гч

ff 7 ( ff

Фие.г