Способ преобразования группы пневматических аналоговых сигналов в код Советский патент 1990 года по МПК G06G5/00 

f

(21)4489390/24-24

(22)03.10.88

(46) 30.07.90. Вюл. f 28

(71)Государственный всесоюзный центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации

(72)А.И.Бирман, Л.М.Минц, Э.И.Склярский, Т.И.Исмаилов и А.И.Бабаев

(53) 621-525(088.8) (56) Бирман А.И. Сопряжение средств пневмоавтоматики и УВК в комбинированных пневмоэлектронных АСУ ТП. Приборы и системы управления, 1985, М° 7, с. 21-22, рис. 1.

Авторское свидетельство СССР

№ 427405, 1987.

Залманзон Л.А. Проточные элементы пневматических приборов контроля и управления. - М.: Изд-во АН СССР, 1961, с. 155, РИС. 104, с. 220, рис. 129.

(5) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ГРУППЫ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ В КОД

(57) Изобретение относится к системам сбора и цифровой обработки информации от пневматических датчиков технологических процессов. Цель изобретения - повышение точности и уменьшение времени преобразования. Согласно предложенному способу, входные каналы подключают к измерительному каналу с последующим декодированием последовательно от канала с наименьшим к каналу с наибольшим по уровню давлением, причем в конце каждого цикла преобразования на вход измерительного канала подают опорное давление, равное Р0(Ю PMnH/(k) - & j - - 2сГ, где P nHjCk) - давление в j-м входном канале, равное наименьшему из входных в k-м цикле преобразования, кПа; Л j - максимальное по модулю изменение j-ro давления между двумя измерениями в последовательных циклах преобразования, кПа,- о- абсолютная величина зоны гистерезиса измерительного канала, кПа. 1 ил.

(Л

Изобретение относится к системам сбора и цифровой обработки информации от пневматических датчиков технологических процессов. Цель изобретения - повышение точности и уменьшение времени преобразования. Согласно предложенному способу, входные каналы подключают к измерительному каналу с последующим декодированием последовательно от канала с наименьшим к каналу с наибольшим по уровню давлением, причем в конце каждого цикла преобразования на вход измерительного канала подают опорное давление, равное P 0(K)=P минJ(K)-ΔJ-2δ, где P минJ(K) - давление в J-м входном канале, равное наименьшему из входных в K-м цикле преобразования, кПа

ΔJ - максимальное по модулю изменение J-го давления между двумя измерениями в последовательных циклах преобразования, кПа

δ - Абсолютная величина зоны гистерезиса измерительного канала, кПа. 1 ил.

Изобретение относится к системам сбора и цифровой обработки информации от пневматических датчиков технологических процессов и может быть использовано в пневмоэлектронных АСУ ТП.

Цель изобретения - повышение точности и уменьшение времени преобразования.

На чертеже представлен пример реализации предложенного способа.

Способ осуществляется следующим образом.

В соответствии с заданной в предыдущем цикле преобразования последовательностью адресов процессор 1 (ЭВМ) формирует на модуле 2 вывода дискретных сигналов двоичную последователь

ность, дешифрируемую с помощью модуля 3 дискретных электропневматических преобразователей в пневматические управляющие сигналы Lf, ..,, Lfe, которые устанавливают пневмокоммута- тор с клапанами Ь0 - 4„ в требуемое положение и обеспечивают подключение адресуемого канала (датчика Д1,..., ДН с длинной линией связи) к измерительному каналу, состоящему из группового аналогового пневмоэлектричес- кого преобразователя 5, модуля 6 нормализации () коммутатора 7 сигналов среднего уровня и аналоге- цифрового преобразователя АЦП 8. После окончания переходного процесса, вызванного переключением пневмоком- мутатора и определяемого программным путем либо аппаратными средствами (как в прототипе), цифровой код N .(k) (выход АЦП 8). пропорциональный значению измеряемого давления Р.(К) в данном К-м цикле, вводится в оперативную память процессора 1. Затем аналогичным образом производится опрос остальных входных каналов.

После -опроса в данном цикле всех входных сигналов (программный счетчик адресов обнуляется) процессор знали- зирует сформированную последовательность кодов и формирует вариационный ряд измерений (в порядке возрастания)

Nj(K),

N .(К) ,

N,(K).

Это означает, что входное давление с номером (адресом) j было минимальным, а давление с номером s - максимальным в данном К-м цикле измерения. Эта последовательность номеров членов вариационного ряда устанавливает очередность коммутации входных сигналов - от минимального по уровню к максимальному в следующем К+1-м цикле преобразования.

Из теории пневматических цепей известно, что набор давления в глухой камере, коммутируемой с источниг ком через длинную линию связи происходит быстрее, чем сброс.

Следовательно, упорядоченный опрос (от меньшего по уровню к большему) должен обеспечить улучшение временных характеристик преобразования в среднем в 1,5-2,0 раза.

Однако установка коммутатора в начальный адрес очереди, т.е. организация в начеле каждого цикла преобразования длительного сброса давления из входной камеры пневмоэлектри

Q 5

5

0

5

0

5

ческого преобразования с максимального уровня до минимального, может значительно уменьшить эффективность упорядоченного опроса.

Для компенсации этого эффекта в конце каждого цикла преобразования (после измерения максимального давления) балластные емкости коммутатора (камер клапанов k0 , ..., п) и входной камеры преобразователя 5 сообщают через клапан Ц с каналом вывода аналогового сигнала из ЭВМ. организованного по схеме последовательного соединения ЦАП 9 и аналогового электропневматического преобразователя 10. Преобразователь 10 (в отличие от датчиков технологических переменных) соединен с коммутатором короткой (а не длинной) линией связи.

Переходной процесс, вызванный подключением измерительного канала к преобразователю 10, существенно меньше, чем при подключении к удаленному датчику. Так, если при длине линии связи порядка 300 м и переключении каналов с давлениями, равными соответственно 100 и 20 кПа) переходный процесс экспериментально оценивается величиной 7,9 с, то при подключении преобразователя 10 время переходного процесса за счет сокращения линии связи до 0,5 - 2,0 м уменьшается до 0,7 1,0 с.

Следовательно, для оптимизации временных характеристик преобразования в конце К-го цикла преобразования в канале аналогового вывода под управлением ЭВМ должно быть установлено давление, приблизительно равное минимальному в данном цикле опроса Р0(К) PMMHJ (К).

Более точная оценка Р„(Ю получена исходя из следующих предпосылок.

Точность преобразования улучшается, когда измерения производятся по одной (восходящей) ветви статической характеристики измерительного канала (за счет исключения гистерезиса ПЭП).

Следовательно, РО(«) должно быть строго меньше давления, подключаемого первым в очередном (К+1) цикле измерения.

Максимальная величина di изменения измеряемого давления Р. между двумя последовательными измерениями известна и задается при генерации программной системы. Следовательно,

3 1

Pfi(K)- „„HjOO - j, где PMMHJ(K) давление, в j-м канале, равное минимальному из входных.

Креме того, следует ввести запас по уровню,определяемый как удвоенное значения зоны гистерезиса измеритель ного канала. Таким образом, опорное давление определяется соотношением

fV K). PMllHj.(K)

- л j - .S.

Формула изобретения

Способ преобразования группы пневматических аналоговых сигналов в код путем поочередного подключения входных каналов к измерительному каналу с последующим кодированием, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени преобразования и повышения точности преобразования, входные каналы подключают к измерительному каналу последовательно от

канала с наименьшим к каналу с наибольшим по уровню давлениями, определенными по результатам предыдущего цикла преобразования в код, причем в конце каждого цикла преобразования в код на вход измерительного канала подают опорное давление, равное

( Ро(К) Р

10

15

20

гДе Рд,ин/К)

MMHJ(K) - jj - Jf

- давление в j-м входном канале, равное наименьшему из входных в К-м цикле преобразова-, ния, кПа-,

j - максимальное по модулю изменение j-го давления между двумя измере ниями в последовательных, циклах преобразования, кПа,- с/1 - абсолютная величина

зоны гистерезиса измерительного канала,кПа.