Передающее устройство телеизмерительной системы Советский патент 1989 года по МПК G08C19/28 

Фиг. i

Изобретение относится к области передачи сообщений в многоканальных системах и может быть использовано в телеизмерительных системах, а так- же в иных системах, предназначенных для обслуживания процессов.

Цель изобретения - повышение информативности системы, а именно сокращение объема передаваемых сооб- щений.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства j на фиг. 2 - схема блока-считывания; на фиг. 3 - схема преобраэова теля погрешности аппроксимации; на фиг. 4 - схема анализатора погрешности; на фиг. 5 - структура последовательности выборочных данных.

Устройство содержит (фиг.1) дат- чики 1,-lj,, первые ключи , преобразователи 3,-3h погрешности аппроксимации, вторые ключи 4-,-4, анализатор.

5 погрешности, третьи ключи

аналого-цифровой преобразователь 7, блок 8 считывания, элемент ИЛИ 9, распределитель 10, элементы 1 1,, - 1 1 h задержки.

Блок считывания содержит (фиг.2) элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, элемент ИЛИ 14, элемент НЕ 15, элемент И 16, счетчик 17, элемент 18 памяти числа символов полного выборочного значения, ключ 19, элемент 20 памяти общего числа символов при передаче приращения, элемент И 21, элемент 22 памяти кода нуля, ключ 23, мультивибратор 24, делитель 25 частоты. Преобразователь погрешности аппроксимации содержит вычитатель 26 ключ 27, элемент 28 памяти, формирователь 29 модуля, делитель 30, инвертор 31, элемент 32 сравнения, элемент 33 сравнения, генератор 34 ли- нейного напряжения, элемент ИЛИ 35, элемент 36 задержки, ключ 37, элемент 38 задержки, ключ 39, мультивибратор 40. Анализатор погрешности содержит выпрямители 41 .,-41 , компа- раторы , адресный регистр 43, дешифратор 44, элемент 45 задержки, элемент И 46 .,-46 п. На фиг. 5 приняты следующие обозначения: Т „ - время, занимаемое передачей полного выборочного значения; Т Пр - время, занимаемое передачей значения приращения время, занимаемое передачей

знаковой информации; Tfl- время,

за

Q

5

0

5

0

5

0

g

5

5

нимаемое передачей адреса активного источника.

Устройство работает следующим образом.

В каждом из каналов сигнал с выхода датчика 1 поступает параллельно на первые входы первого ключа 2 и преобразователя 3 погрешности аппроксимации. Распределитель 10 в соответствии с заложенной, в него программой открывает по второму входу соответствующего первого ключа 2 прохождение полного выборочного значения сигнала от датчика 1 опрашиваемого канала в линию связи через аналого-цифровой преобразователь 7 и блок 8 считывания. В промежутках между передачей полных выборочных значений, порядок прохождения которых определяется распределителем 10, в каждый тактовый момент преобразователь погрешности аппроксимации, в данный тактовый момент по отношению к предыдущему по заданному алгоритму, например, нормирует значения приращения по среднеквадратичному отклонению обслуживаемого процесса и коэффициенту приоритета. Полученная погрешность аппроксимации поступает по второму выходу преобразователя 3 погрешности аппроксимации к соответствующему второму входу анализатора 5 погрешности, значение приращения - по первому выходу преобразователя 3 погрешности аппроксимации к первому входу второго ключа 4, а его знак - по третьему выходу преобразователя 3 погрешности аппроксимации к первому входу третьего ключа 6. Анализатор 5 . погрешности, исходя из оценки информации, полученной на его вторых входах, определяет наиболее активный канал, которому по соответствующему второму выходу дается разрешение на прохождение значения приращения наиболее активного канала через аналого-цифровой преобразователь 7 и блок 9, а сведения о его знаке через элемент ИЛИ 9 и блок 8 - в линию связи. Разрешение реализуется путем открывания по вторым входам соответствующих второго ключа 4 и третьего ключа 6. Одновременно этим же сигналом разрешения через первый элемент 11 задержки подготавливается к следующему такту работы преобразователь 3 погрешности аппроксимации, соответствующий этому наиболее активному

каналу. Время задержки элемента 11. задержки должно быть равным времени прохождения выбранного приращения наиболее активного канала и сведения о его знаке через аналого-цифровой преобразователь 7 и блок 8 в линию связи. Анализатор 5 погрешности по первому выходу выдает адрес наиболее активного источника через первый вход блока 8 в линию связи. Блок 8 определяет порядок прохождения адреса наиболее активного источника, значения и знака его приращения, полного выборочного значения. В блоке 8 формируется структура последовательности выборочных данных, условно отображенная на фиг. 5, причем обычно Тп кратно (Т „р + Т 3 + Тя) , а значит число символов полного выборочного значения кратно общему числу символов при передаче приращения.

Рассмотрим работу блока считывания 8 подробнее. На второй вход блока 8, т.е. на второй вход элемента ИЛИ 12, поступает содержимое аналого-цифрового преобразователя 7 в последовательном коде. Если последовательность двоичных символов отображает значение приращения наиболее активного источника, то после задержки, равной длительности передачи приращения ТПР, к третьему входу элемента ИЛИ 12 поступает информация о знаке приращения. Соответствующая временная задержка обеспечивается элементом 13 задержки, на вход которого поступает информация с выхода элемента ИЛИ 9. После чего, т.е. по истечении времени (Т пр+ Т3), на первый вход элемента ИЛИ 12 от анализатора 5 погрешности поступает адрес этого источника. С выхода элемента ИЛИ 12 последовательность двоичных символов следует в линию связи Одновременно счетчик 17 ведет подсчет их числа по инверсному входу. Поскольку в последовательном коде аналого-цифрового преобразователя 7 логический О соответствует потенциалу земли, то для обеспечения подсчета всех символов как логических 1, так и О предназначены элемент ИЛИ 14, элемент НЕ 15 и элемент И 16. А именно на вход счета счетчика 17 логическая 1 поступает непосредственно через второй вход элемента ИЛИ 14, а логический О - через эле- мен НЕ 15, второй вход элемента

И 16 и первьй вход третьего элемента ИЛИ 14. Появление сигнала на выходе элемента И 16 тактируется импульсами с выхода мультивибратора 24. Последний запускается по входу управления первыми импульсами, поступающими от распределителя 10 на вход блока 8, а последующими импульсами

0 подсинхронизируется. Период повторения импульсов от распределителя 10 равен периоду повторения полных выборочных значений Тл (фиг.5). Мультивибратор 24 работает синхронно с

5 аналого-цифровым преобразователем 7, а именно появление на выходе мультивибратора 24 импульсов положительной полярности совпадает с поступле- нием с выхода аналого-цифрового пре-

Q образователя 7 символов последовательного кода, а импульсов отрицательной полярности - с междусимволь ч ными паузани последовательного кода аналого-цифрового преобразователя 7.

5 Длительность импульсов мультивибратора 24 равна длительности символов последовательного кода аналого-цифрового преобразователя 7. Поскольку запись числа символов ведется в

Q счетчике 17 по инверсному входу, то предварительно (до начала счета) в него записывается общее число символов при передаче приращения (длительность передачи которых равна Т

5

0

5

0

5

Т

яр

Т3 +

Ти), которое поступает

через нормально открытый четвертый ключ 19 из элемента 20 памяти общего числа символов при передаче приращения по сигналу управления, следующему от делителя 25 частоты с периодом повторения Т. Требуемый период повторения обеспечивается в результате деления частоты импульсов мультивибратора 24 в требуемое число раз (равное общему числу символов при передаче приращения).

Если необходимо передавать полное выборочное значение (а выбирается оно поочередно от каждого из источников сообщений с интервалов Тц между соседствующими источниками), то по сигналу на четвертом входе блока 8 закрывается нормально открытый ключ 1.9, а по входу управления считывается с элементом 18 число символов полного выборочного значения и записывается по входу записи в счетчик 17, Одновременно сигналом, поступающим по четвертому входу блока 8, закрывается нормально открытый ключ 23, чем предотвращается запуск анализатора 5 погрешности в режим считыва7 ния адреса активного источника на время передачи полного выборочного значения. Счетчик в данном случае сбрасывается в О при поступлении числа символов, равного числу символов ПОЛНОГО ВЫбОрОЧНОГО ЗНгчеНИЯ.

В результате некоторой инерционности устройства к времени появления символов на входе счета счетчика 17 в нем уже записано требуемое число символов по входу записи. Об обнуле- нии счетчика 17 свидетельствует появление сигнала на выходе элемента И 21, первый вход которого отслеживает содержимое счетчика 17, а на втором входе постоянно выдается код О с элемента 22 памяти кода нуля. Сигнал с выхода элемента И 21 через нормально открытый ключ 23 поступает на первый выход блока 8 и запускает анализатор 5 погрешности на считывание адреса Активного источника. Лишь в том случае, когда после очередного цикла адаптивного обслуживания необходимо циклически передавать полное выборочное значение, ключ 23 является закрытым по сигналу распредителя 10 и анализатор 5 погрешности ожидает запуска до момента окончания счета числа символов полного выборочного значения (сигнал Считывание адреса на первом входе анализатора 5 погрешности отсутствует) . Этим также предотвращается возможное совпадение подачи значения приращения и полного выборочного значения на вход аналого-цифрового преобразователя 7.

Рассмотрим работу преобразователя 3 погрешности аппроксимации. В каждом из каналов измеряемый процесс с выхода датчика 1 поступает на вход соответствующего этому каналу преобразователя 3 погрешности аппроксимации, т.е. на вход уменьшаемого его вычитателя 26, на вход вычитаемого которого поступает значение выборки ранее признанной наиболее активной из элемента 28 памяти. Полученная разность поступает на формирователь 29 модуля и далее на делитель 30, в котором осуществляется нормировка модуля разности. Пронормированная разность по второму выходу преобразователя 3 погрешности аппроксимации

Q 5

0 5

0

5

поступает на соответствующий второй вход анализатора 5 погрешности. Каналу, признанному анализатором 5 погрешности активным, дается разрешение на передачу приращения по второму выходу анализатора 5 погрешности. Этим же сигналом после задержки в первом элементе 11 по входу управления открывается шестой ключ 27 и в элемент 28 памяти записывается текущее выборочное значение данного источника, признанного наиболее активным среди всей совокупности источников. .Одновременно с поступлением на нормировку разность из элемента 26 вычитания поступает на определитель полярности. Определитель полярности реализован на инверторе 31, элементе 32 сравнения, элементе 33 сравнения и генераторе 34 линейного напряжения. Модуль сигнала приращения поступает с выхода формирователя 29 модуля на первый выход преобразователя 3 погрешности аппроксимации. Сигнал приращения (разности) поступает одновременно через инвертор 31 на элемент 32 сравнения с выходом оповещения - и на элемент 33 сравнения с выходом оповещения +, на другой вход элемента 32 сравнения и элемента 33 сравнения подается сигнал с выхода генератора 34 линейного напряжения. Если приращение положительно, то сработает элемент 33 сравнения с выходом +, если отрицательно - то элемент 32 сравнения с выходом -. Выходной оповещающий сигнал соответствующей схемы сравнения поступает в генератор знака. Знаковый генератор может быть реализован на элементе ИЛИ 35, двух элементах 36 и 38 задержки, двух ключах 37 и 39 и мультивибраторе 40 с двумя выходами положительных и отрицательных видеоимпульсов (единиц и нулей). Сигнал с выхода оповещения сработавшему элементу сравнения (первый элемент 32 сравнения или элемент 33 сравнения) поступает параллельно через элемент ИЛИ 35 к мультивибратору 40, а через свои элементы задержки 36 или 38 - к своим ключам 37 или 39 .

На вход знакового генератора, который является третьим выходом преобразователя 3 погрешности аппроксимации и одновременно выходом ключа 37 и ключа 39, поступает импульс той полярности, прохождению которого открыт по входу управления соответствующий (37 или 39) ключ. Например, если срабатывает элемент 33 сравнения с выходом +, то сигнал с его выхода через элемент ИЛИ 35 возбуждает мультивибратор 40, а пройдя через элемент задержки 36, открывает ключ 37 (верхняя строчка на фиг.4) для прохождения положительного импульса мультивибратора 40. Время задержки определяется временем отработки сигнала в элемент ИЛИ 35 и мультивибраторе 40. Таким образом формируется информация о знаке приращения.

В анализаторе 5 погрешности находится пронормированное значение текущей погрешности, которое поступает с вторых выходов каждого из преобразователен 3 погрешности аппроксимации на второй вход анализатора 5 погрешности, т.е. через вход соответствующего ему выпрямителя 41 (диодной сборки) на выход всех 1о§а.п диодов его образующих. С выхода каждого из диодов пронормированная погрешность поступает на один из входов всех m компараторов 42, причем на неинверсньй вход компаратора 42, соответствующего определенному разряду адресного регистра 43, подаются сигналы с выходов тех канальных преобразователей 3 погрешности аппроксимации, в данном разряде адреса которого имеется единица, а на инверсный - сигналы от преобразователей 3 погрешности аппроксимации, адрес которых в данном разряде имеет нуль. Например, если имеется восемь каналов, то в каждом выпрямителе находится по m lg,8 3 диода, адресный регистр состоит из трех ячеек, вход каждой из которых соединен с выходом соответствующего ему компаратора 42 (всего 3 компаратора). В нашем случае имеется восемь адресов, а именно от 000 до 111.

Тот канал, который характеризуется наибольшей нормированной погрешностью аппроксимации, устанавливает компараторы 42, соответствующие единичным разрядам его адреса в 1, а соответствующие нулевым - в О. Другие каналы не могут изменить данные выходные состояния компараторов 42, поскольку их пронормированные погрешности меньшие, чем наиболее активного канала. Так, если наиболее

0

5

0

5

активен второй канал, что его адрес 001 и на выходе компаратора 42, связанного с первым разрядом адресного регистра 42, находится 1, так как выход первого диода диодной сборки 41 соединен с неинверсным входом первого компаратора 42, а другие диоды диодной сборки 41 - с инверсными входами второго и третьего компараторов 42, поэтому на выходе этих компараторов 42 находятся О. Поскольку выходной сигнал первого преобразователя 3 погрешности аппроксимации больше выходных сигналов второго, третьего и т.д., восьмого, то выходные состояния всех компараторов 42 не изменяются от воздействия пронормированных приращений других каналов. Таким образом, в адресном регистре 43 записан адрес наиболее активного канала. Адресный регистр 43 управляет дешифратором 44, число выходов которого равно числу каналов системы. Сигнал разрешения появляется на том из его выходов, порядковый номер которого соответствует номеру наиболее активного канала и поступает на второй вход соответствующего ему элемента И 46.

По сигналу из блока 8, который поступает по его первому выходу на первый вход анализатора 5 погрешности (т.е. на вход управления адресного регистра 43), адрес активного канала считывается из адресного регистра 43 и поступает по первому его выходу через блок 8 на выход устройства. Чтобы обеспечить передачу кода адреса после передачи кодов значения приращения и знака, этот сигнал подается на вход управления адресного регистра 43 с задержкой на время (Т + Т), что обеспечивается элементом 45 задержки. Этот же сигнал управления подается на первые элементы И 46. Появляется 1 на выходе того из элементов И 46, которая соответствует наиболее активному каналу, она следует на определенный второй выход анализатора 5 погрешности и открывает в наиболее активном канале ключи 4, ключи 6 и (через элемент 11 задержки) ключ 27.

0

5

0

5

0

55 Формула изобретения

1. Передающее устройство телеизмерительной системы, содержащее ана-

лизатор погрешности, первый выход которого соединен с первым входом блока считывания, первый выход которого является выходом устройства, второй выход соединен с первым входом анализатора погрешности, аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с вторым входом блока считывания, и в каждом информационном канале преобразователь погрешности информации, первый ключ и датчик, вы.ход которого соединен с первыми входами первого ключа и преобразователя погрешности аппроксимации, -первые выходы преобразователей погрешности аппроксимации всех информационных каналов соединены с соответствующими вторыми входами анализатора погреши ности, выходы первых ключей всех ин формационных каналов объединены и подключены к входу аналого-цифрового

преобразователя, отличающее- с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены распределитель, элемент ИЛИ и в каждый информационный канал вве-. дены второй и третий ключи и элемент задержки, второй и третий выходы преобразователя погрешности аппроксимации соединены с первыми входами соответственно второго и третьего ключей, выход элемента задержки соединен с вторым входом преобразователя погрешности аппроксимации, выходы вторых ключей всех информационных каналов подключены к входу аналого- цифрового преобразователя, вторые выходы анализатора погрешности соединены с входами элементов задержки и вторыми входами вторых и третьих ключей соответствующих информацион- ных каналов, выходы третьих ключей информационных каналов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом блока считывания, четвертый вход которого подключен к первому выходу распределителя, вторые выходы которого соединены с вторыми, входами первых ключей соответ ствующих информационных каналов.

2. Устройство поп.1, отличающееся тем, что блок считывания содержит мультивибратору дели10

15

20

25

30

35

40

45

50

дом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен непосредственно с первым входом второго элемента ИЛИ и через элемент НЕ - с первым входом первого элемента И и является первым выходом блока, выход первого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом счетчика, выход счетчика соединен с первым вхо дом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента памяти, выход второго элемента И соединен с первым входом первого ключа, выход которого являет ся вторым выходом блока, выход мультивибратора соединен непосредственно с вторым входом первого элемента И и через делитель частоты с входом второго элемента памяти, выход которого соединен с первым входом второго ключа, выход которого и выход третьего элементов памяти соединены с вторым входом счётчика, второй и третий входы первого элемента ИЛИ, вход элемента задержки являются соот ветственно первым, вторым и третьим входами блока, вход мультивибратора, вход третьего элемента памяти и второй вход второго ключа объединены и являются четвертым входом блока.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь погрешности аппроксимации содержит ключи, вычитатель, делитель, элемент памяти, элементы сравнения, элементы задержки, мультивибратор, формирователь модуля, элемент ИЛИ, инвертор и генератор линейного напряжения, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов сравнения, выходы которых соединены непосредственно соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ и через одноименные элементы задержки - с первыми входами одноименных ключей, выходы которых объ- единены и являются третьим входом преобразователя, выход элемента ИДИ соединен с входом мультивибратора, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами-соответственно первого и второго ключей, выход третьего ключа через элемент памяти

тель частоты, .элементы памяти, ключи, 55 соединен с первым входом вычитателя,

5

0

5

0

5

0

5

0

дом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен непосредственно с первым входом второго элемента ИЛИ и через элемент НЕ - с первым входом первого элемента И и является первым выходом блока, выход первого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом счетчика, выход счетчика соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента памяти, выход второго элемента И соединен с первым входом первого ключа, выход которого является вторым выходом блока, выход мультивибратора соединен непосредственно с вторым входом первого элемента И и через делитель частоты с входом второго элемента памяти, выход которого соединен с первым входом второго ключа, выход которого и выход третьего элементов памяти соединены с вторым входом счётчика, второй и третий входы первого элемента ИЛИ, вход элемента задержки являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока, вход мультивибратора, вход третьего элемента памяти и второй вход второго ключа объединены и являются четвертым входом блока.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь погрешности аппроксимации содержит ключи, вычитатель, делитель, элемент памяти, элементы сравнения, элементы задержки, мультивибратор, формирователь модуля, элемент ИЛИ, инвертор и генератор линейного напряжения, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов сравнения, выходы которых соединены непосредственно соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ и через одноименные элементы задержки - с первыми входами одноименных ключей, выходы которых объ- единены и являются третьим входом преобразователя, выход элемента ИДИ соединен с входом мультивибратора, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами-соответственно первого и второго ключей, выход третьего ключа через элемент памяти

Изобретение относится к технике передачи измерительной информации. Цель изобретения - повышение информативности телеизмерительной системы, использующей адаптивную коммутацию. Устройство содержит анализатор 5 погрешности, аналого-цифровой преобразователь 7, блок 8 считывания, элемент ИЛИ 9, распределитель 10 и в каждом информационном канале датчик 1, ключи 2,4,6, преобразователь 3 погрешности аппроксимации, элемент 11 задержки. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

счетчик, элементы И, элементы ИЛИ, элемент НЕ и элемент задержки, выход которого соединен с первым вховыход которого соединен через инвертор с вторым входом первого элемента сравнения и непосредственно с вторым

13

входом второго элемента сравнения и входом формирователя модуля, выход которого через делитель подключен к первому выходу и непосредственно к второму .выходу преобразователя, первый вход третьего ключа и второй вход вычитателя объединены и являются первым входом преобразователя, второй вход третьего ключа является вторым входом преобразователя.

3-ий Вход

1-й бкод

пербый дхад

второй вход

3476

14

ю

15 вторые входы которых объединены с входом элементов задержки и являются первым входом анализатора, выход элемента задержки соединен с управляющим входом регистра, выходы выпрямителей соединены с соответствующими прямыми и инверсными входами соответствующих компараторов, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами регистра, первые выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора, второй выход регистра, выходы элементов И и входы выпрямителей являются соответственно первым и вторым выходами и первыми входами анализатора.

4-ый Вход

2-й

выход

Фиг. 2

1-й 8ыход

к Входу 5/1. S

второй Выход

к Входу б/i. 4 первый Выход

к8ходу длб третий выход

бторые входы

Фиг.Ь

Фиг. 5

nepfau

I вторые

дыходы

первый вход