Устройство для передачи информации с адаптивной дискретизацией Советский патент 1978 года по МПК G08C15/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ С АДАПТИВНОЙ ДИСКРЕТИЗАЦИЕЙ

признаются несущественными; выборки, выходящие за допущенные ограничителями пределы, все признаются существенными.

Целью изобретения является повыщение точиостн и информативности устройства.

Достигается это тем, что в устройство для передачи информации с адаптивной дискретизаций введены формирователь программ измерения, блок определения признака уровня и блок управления частотой опроса, выходы которого подключены к входам коммутатора каналов, формирователя сигнала сброса к вторым входам управляемого коммутатора, к считывеющим входам регистра памяти, к первым входам формирователя программ измерения, .выходы ограничителя верхнего предела и ограничителя нижнего предела соединены соответственно с вторым и третьим входами формирователя программ измерения, первая группа выходов которого подключена к третьим входам управляемого коммутатора, вторая группа выходов соединена с вторым входом формирователя управляющей команды, третья группа выходов подключена к входу блока управления частотой опроса, третья группа выходов управ-, ляемого коммутатора через блок определения признака уровня подключена к соответствующим входам регистра памяти и формирователя управляющей команды.

Формирователь программ измерении содержит формирователь сигнала на изменение частоты опроса, блок аварийной программы и канальные формирователи программ, первые выходы которых подключены к входам формирователя сигнала на изменение частоты, вторые выходы соединены с входами блока аварийной программы, третьи выходы - с первой группой выходов формирователя программ измерения, выход блока аварийной программы под ключен к второй группе выходов формирователя программ измерения, выход формирователя сигнала на изменение частоты опроса соединен с третьей группой выходов формирователя программ измерения, первые входы канальных формирователей программ соединены с первыми входами формирователя программ измерения, вторые и третьи входы канальных формирователей программ подключены соответственно к вторым и третьим входам формирователя программ измерения.

Каждый канальный формирователь программ содержит элемент «Запрет, регистры программы, блок управления программами и ; элемент «Задержки, выход которого через элемент «Запрет подключен к первому входу первого регистра программы, вход элемента задержки, второй вход первого и первые входы второго и третьего регистров программы и блока управления программами подключены к первому входу канального формирователя программ второй и третий входы блока управления программами подключены соответственно к вторым и третьим входам канального формирователя программ, выход блока управления программами соединен с управляющим вхоДом элемента «Запрет, со вторыми входами второго и третьего регистров программы и с первым выходом ка.нального формирователя

программ, выходы регистров программы под ключены соответственно к третьему и второму выходам канального формирователя программ. Ограничитель верхнего предела содержит элементы ИЛИ и И, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого, входы первого элемента ИЛИ, второй, третий и четвертый входы элемента И подключены к соответствующим входам ограничителя верхнего предела, выход второго элемента ИЛИ соединен с выходом ограничителя верхнего предела.

Это позволяет по результатам анализа текущего значения контролируемого процесса изменять номера контролируемых разрядов на входе блока определения признака уровня, т.е. изменять программу измерений с тем, чтобы существенными признавались наиболее важные и ценные для данного участка характеристики параметра выборки.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональные связи ограничителя верхнего предела; на фиг. 3 - схема, отражающая принцип смены программ измерения и отбраковкн из5 быточиых выборок; на фиг. 4 - схема, отражающая работу регистра памяти; на фиг. 5 - схема, отражающая работу блока управления частотой опроса.

Предлагаемое устройство содержит коммутатор каналов 1, преобразователь аналог-код 2, буферный регистр 3, формирователь сигнала сброса 4, формирователь управляющей команды 5, управляемый коммутатор 6, блок 7 определения признака уровня, регистр памяти 8, ограничитель 9 верхнего, предела, ограничитель 10 нижнего предела, формирователь 11 программ измерения, канальные формнрова-телн программ 12, 13, блок 14 управления программами, элементы И 15, элемент задержки 16, элемент «Запрет 17, регистры программы 181-18а, блок 19 аварийной программы,

формирователь 20 сигнала на изменение час, тоты опроса, блок 21 управления частотой оп. роса, выходы 22-31 блоков устройства, вентилн 32 и 33, элементы ИЛИ 34 и элемент И

55, шины опроса 36 и 37.

, Для измерительного канала, соответствующего шнне опроса 36, верхнее ограничение равно 50%, т.е. весу девятого разряда в процентах, а для канала, соответствующего шине опроса 37, верхнее ограничение возросло до 90,6./о, т.е. оно равно и девятому (50%), и восьмому () и седьмому (12,5%) и - или пятому (3,1%) или шестому (6,3%) разрядам: 50 -t- 25 -f 12,5 + 3,1 90,6%.

На схеме (см. фиг. 3), отражающей принцип смены программ измерения и отбраковки

избыточных выборок, показаны преобразователь аналог-код 2, управляемый коммутатор 6, элементы ИЛИ 38-41, вентИли 42-45, блок 7 определения признака уровня, элементы ИЛИ 46-48, элемент И 49, регистр памяти 8, формирователь управляющей команды 5, элементы И 50, ИЛИ 51, элемент «Запрет 52, элемент ИЛИ 53, формирователь программ измерений I. Если сигнал с выхода формирователя 11 поступает на вход элемента ИЛИ 53, то на его выходе формируется управляющая команда и выборка признается существенной. При поступлении с выхода формирователя 11 сигнала на входы элементов ИЛИ 38- 40 сл-крываются вентили 42-44 и соответствующие выходы преобразователя 2 подключаются через элементы ИЛИ 46-48 к входам элемента И 49. Если сигнал с выхода формирователя И подается на входы элементов ИЛИ 38, 39 и 41, то открываются вентили 42, 43 и 45, при этом к входам элемента И 49 подключаются соответствующие выходы преобразователя 2. Таким образом изменяется программа измерений, так как на выходе элемента И 49 появляется сигнал (признак уровня) символа «1 (потенциал), если на все его входы поступают символы «I. Если же хотя бы на один из входов приходит символ «О, то и на его выходе также будет символ «О (отсутствие потенциала). Признак уровня в виде символа «О или «1 с выхода регистра 8 поступает на первые входы элементов И 50 и ИЛИ 51, а с выхода элемента 49 на другие их входы и на вход регистра 8, где хранится до следующего такта измерение данного параметра. Если на входы элементов И 50 и ИЛИ 51 поступают одинаковые символы «О и «О или «1 и «I, то на выходе элемента сЗапрет 52 сигнала не будет, а значит не будет и управляющей команды на выходе элемента ИЛИ 53,, т.е. такая выборка признается несущественной и в канал связи не передается. Если на входы элементов И 50 и ИЛИ 51 подаются разные символы «О и «1, то сигнал с выхода элемента «Запрет 52 поступает на вход элемента ИЛИ 53, на выходе которого формируется управляющая команда, т.е. такая выборка признается существенной. Регистр памяти 8, в состав которого входят вентили 54, 55, элементы памяти- 56 и 57 и элемент ИЛИ 58, работает следующим образом. Сигнал с выхода блока 21 (см. фиг. 4) считывает признак уровня из элемента памяти, например, 56 и открывает вентиль 54, через который в этот элемент записывается признак уровня «О или «1, после окончания анализа текущей выборки. Этот признак хранится в ячейке памяти 56 до очередного такта измерения этого параметра. Работу блока 21 управления частотой опроса поясняет схема, показанная на фиг. 5, и содержащая ячейки формирования щин опроса 59, рабочий вентиль 60, триггер 61, транзитный вентиль 62., вентиль управления 63, элемент задержки 64, формирователь программ измерения И, щину тактовых сигналов 65, щииу опроса 66, 67, щину тактовых сигналов 68. Тактовый сигнал по шине 65 подается на шину опроса, например, 66 и на вход первого элемента задержки 64, где задерживается на время измерения данного параметра. При этом он поступает на вход триггера 61, который 87g закрывает вентиль 60 и открывает вентиль 62, а также сигнал в щине 66 открывает вентиль 63 на время измерения параметра. Если с В1.)хода блока И сигнал не поступает на другой вход вентиля 63, то тактовый сигнал в шине 68 ироходит данную ячейку 59 транзитом через вентиль 62 на вход следующей ячейки 59. Если на выходе формирователя 11 формируется сигнал, то он через вентиль 63 подается на второй вход триггера 61, который при этом закрывает вентиль 62 и открывает вентиль 60. Поэтому такой сигнал в шине 68, поступающий на входы вентилей 60 и 62, проходит на выход вентиля 60. При этом он поступает в шину опроса и на вход элемента задержки 64, где задерживается на время измерения параметра, и с его выхода на вход следующей ячейки 59. В этом случае в шину опроса 66 подаются сигналы и из шины 65, и из шины 68; таким образом, частота опроса параметра, соответствующего шине опроса 66, увеличивается. Устройство работает следующим образом. Допустим, что опросный сигнал поступает в шину опроса 22 на выход блока 21 (см. фиг. 1). Этот сигнал подается на вход коммутатора |, который к входу преобразователя 2 подключает соответствующий измерительный канал, (параметр), через формирователь он подается на вход сброса регистра 3 и обнуляет его, проходит на считывающий вход регистра 8, при этом на один вход формирователя 5 поступает признак уровня данного параметра, полученный в предшествующем такте измерения его, а также на бходы коммутатора 6, который подключает к входам ограничителей 9 и 10 соответствующие выходы преобразователя 2, определяющие верхние и нижние граничные условия (пределы) для изменеш я программы измерения данного параметра. Кроме того, сигнал с выхода 22 блока 21 подается в канальный формирователь программ 12,- при этом он поступает в блок J4 на входы элементов И 15, через элемент задержки 16 на вход элемента «Запрет 17, на входы регистров 18 и считывает признак программы, определяющей с какими интервалами по уровню сигнала следуют существенные выборки на данном участке характеристики параметра. Это достигается тем, что к входам блока 7 подключаются определенные выходы преобразователя 2 управляемым комму татором 6 (см. фиг. 3). Число с выхода преобразователя 2 записывается в регистр 3 и подается на вход коммутатора 6, при этом символы тех разрядов числа (см. фиг. 3), выходы которых подключены к входам блока 7 и ограничителей 9 и 10, поступают на соответствующие входы. Блок 7 определяет признак уровня выборки и он с его выхода в виде символа «О или «1 поступает на вход регистра 8 в соответствующий элемент памяти 57 (см. фиг. 4). где хранится до следующего такта измерения данного параметра, а также на второй вход формирователя 5 (см. фиг. 3, элементы 50 52), который анализирует признаки, поступившие на его входы с выходов регистра 8 и блока 7. и принимает решение: достигла выборка ()

ДИМОЙ величины для признания ее существенной или нет. Если выборка признается существенной, то На выходе формирователя 15 формируется управляющая команда, которая подается на вход регистра 3 и переписывает число в канал связи для регистрации и анализа. Если выборка признается избыточной, то управляющая команда не формируется и число остается в регистре 3 до поступления на его вход сброса сигнала с выхода формирователя 4. Ограничители 9 и 10 также по состоянию соответствующих разрядов определяют, на каком из участков характеристики параметра находится текущее значение выборки, с целью формирования необходимых сигналов для изменения программы измерения.

Предположим, что число превысило верхний нредел, тогда на выходе ограничителя 9 формируется сигнал, поступающий на входы элементов И 15 блоков 14. При этом на выходе 24 элемента И 15 формирователя 12 появляется сигнал, который подается на вход одного из регистров 18, где запоминается до следующего такта измерения данного параметра. Кроме того, сигнал с выхода 24 через формирователь 20 подается на вход блока 21, который изменяет частоту опроса этого параметра (см. фиг. 5), а также этот сигнал поступает на вход запрета элемента 17, запрещая прохождение сигнала с выхода элемента задержки 16 на вход первого регистра 181. Поэтому очередной опросный сигнал с выхода 22 блока 21 считывает из регистра 18 сигнал, который с выхода 27 этого регистра поступает на вход коммутатора 6, осуществляющего соответствующую перекоммутацню выходов преобразователя 2 на входах блока 7 (см. фиг. 3).. .

Допустим, что число, соответствующее текущей выборке, меньше верхнего предела, но больше нижнего, тогда на выходах ограннчиteлeй 9 и iO сигналов не будет, не будет их и на выходах 24, 25 элементов И 15, а значит и на входах блоков 20 и 21 и на входе элемента 17. Поэтому сигнал с выхода элемента задержки 16 через элемент «Запрет 17 поступает на вход первого регистра 18|.

В этом случае контролируемый параметр опрашивается с частотой иной, чем в первом примере, а очередной опросный сигнал на выходе 22 блока 21 считает признак программы из первого регистра 8|, который с выхода 26 поступает на другой вход коммутатора 6 и производит соответствующую перекоммутацию выходов преобразователя 2 на входах блока 7.

Существенные выборки следуют с отличным от первого примера интервалом квантования, т.е. реализуется другая программа измерений, соответствующая данному участку характернстики параметра.

Предположим, что число меньще нижнего продела, тогда на выходе ограничителя 10 формируется сигнал, который иоступает на входы элементов И 15. При этом в формирователе 12 на выходе 25 элемента И 15 появляется сигнал. Этот сигнал через формирователь 20 подается иа в.чод блока 21, требуя изменения частоты опенка. Кроме того, этот сигнал поступает на

вход третьего регистра 18, а также на вход элемента «Запрет 17, запрещая подачу сигнала с выхода элемента задержки 16 на вход первого регистра 181.

В этом случае, при формировании очередного опросного сигнала на выходе 22 блока 21, признак программы измерения с выхода 28 регистра 18з подается в блок 19 аварийной программь. При этом на его выходе формируется задержанный на время анализа выборки сигнал, поступающий на третий вход формирователя 5, который формирует управляющую команду для признания любой текущей выборки существенной. И так продолжается до тех пор, пока на выходе ограничителя 10 формируются сигналы, т.е. пока контролируемый параметр находится на участке ниже нижнего предела.

Таким образом, для данного параметра обеспечивается три различные программы измерений, в которых существенными выборки признаются через различные интервалы по уровню сигнала, соответствующие заданным участкам характеристики контролируемого процесса. Допустим другой вариант - опросный сигнал сформирован на выходе 23 блока 21. Он поступает в KOMMytaTop I, который к преобразователю 2 подключает другой измерительный канал, через формирователь 4 сбрасывает регистр 3, подается в коммутатор 6, который к входам ограничителей 9 и 10 подключает какие-то иные выходы преобразователя 2 (см. фиг. 2); считывает из другого элемента памяти 56 ;(см. фиг 4) регистра 8 признак уровня, поступающий в формирователь 5, а также поступает в канальный формирователь 13, который аналогичен формирователю 12.

Однако выходы 30 и 31 третьего и второго регистров 182, 18з соединены с блоком 19, что обеспечивает признание существенными всех выборок, вышедших за пределы ограничения, а выход 29 первого регистра 18 ( не подключен ни к блоку 19, ни к коммутатору 6. Это позволяет все выборки, находящиеся в заданных пределах, признавать избыточными, так как в этом случае к входам блока 7 не подключается ни один из выходов преобразователя 2. Поэтому на выходе блока 7 все время формируется символ «О, а значит и на входы формирователя 5 поступают одинаковые символы «О и «О, что является достаточным условием для признания текущих выборок избыточными.

Таким образом, предложенное устройство позволяет в пределах области изменения контролируемого процесса иметь несколько участков с различными программами измерений на каждом из них. Изменение программы сопровождается изменением частоты опроса данного параметра, с целью получения необходимой детализации сообщений по каждому участку. При этом, решения на изменение программы измерений принимаются по результатам анализа текущих значений выборок, что обеспечивает получение наиболее ценной и важной для анализа информации.

Формула изобретения

. Устройство для передачи информации с адаптивной дискретизацией, содержащее коммутатор каналов, выход которого через преобразователь аналог-код подключен к первым входам буферного регистра и управляемого коммутатора, первая и вторая группа выходов которого соединены соответственно с входами ограничителя верхнего предела и ограничителя нижнего предела, выходы формирователя сигнала сброса и формирователя управляющей команды соединены соответственно с вторым и третьим входами буферного регистра, выход регистра памяти подключен к первому входу формирователя управляющей команды, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и информативности устройства, в него введены формирователь программ измерения, блок определения признака уровня и блок управления частотой опроса, выходы . которого подключены ко входам коммутатора каналов, формирователя сигнала сброса ко вторым входам управляемого коммутатора, к считывающим входам регистра памяти, к первым входам формирователя программ измерения, выходы ограничителя верхнего предела и ограничителя нижнего предела соединены соответственно с вторым и третьим входами формирователя программ измерения, первая группа выходов которого подключена к третьим входам управляемого коммутатора, вторая группа выходов соединена со вторым входом формирователя управляющей команды, третья группа выходов подключена к входу блока управления частотой опроса, третья группа выходов управляемого коммутатора через блок определения признака уровня подключена к соответствующим входам регистра памяти и формирователя улравляющей команды.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь программ измерения содержит формирователь сигнала на изменение частоты опроса, блок аварийной программы и канальные формирователи программ, первые выходы которых подключены к входам формирователя сигнала на изменение частоты опроса, вторые выходы соединены с входами блока аварийной программы, третьи выходы - с первой группой выходов формирователя программ измерения, выход блока аварийной программы подключен к второй группе выходов

формирователя программ измерения, иыход формирователя сигнала на изменение члститы опроса соединен с трет1лн группой выходов формирователя программ измерения, первые входы канальных формирователей программ соединены с первыми входами формиронателя программ измерения, вторые и третьи входы канальных формирователей программ подключены соответственно к вторым и третьим входам формирователя программ измерения.

3. Устройство по п п. 1 и 2, отличающееся тем, что каждый канальный формирователь программ содержит элемент запрет, регистры программы, блок управления программами и элемент задержки, выход которого через элемент запрет подключен к первому входу первого регистра программы, вход элемента задержки, второй вход первого и первые входы второго и третьего регистров программы и блока управления программами подключены к первому входу канального формирователя программ,

второй и третий входы блока управления программами подключены соответственivo к вторым и третьим входам канального формирователя программ, выход блока управления программами соединен с управляющим входом элемента запрет, с вторыми входами второго и третьего

регистров программы и с первым выходом канального формирователя программ, выходы регистров программы подключены соответственно к третьему и второму выходам канального формирователя программ.

4. Устройство по п- 1, отличающееся тем, что ограничитель верхнего предела содержит элементы ИЛИ и И, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого, входы первого элемента ИЛИ, второй, третий н четвертый входы элемента И подключены к соответствующим входам ограничителя верхнего предела, выход второго элемента ИЛИ соединен с выходом ограничителя верхнего

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

. 1. Авторское свидетельство СССР № 315288, Н 03 К 13/00, 12.01.70.

2.Авторское свидетельство СССР № 373892, Н 04 В 7/18, 17.11.70.

3.Авторское свидетельство СССР № 439368, G 01 N 1/28, 13.10.72.

I Г I I I I 1 1

Vutt

Л,