Устройство регистрации и передачи информации для сосредоточенных объектов Советский патент 1980 года по МПК G08C19/16 G01F1/00 

Изобретение относится к теле ле1ханике и может найти применение , в частности, в системах сбора и обра ботки телеикформации с технологических объектов нефтедобычи. Известно устройство телеизмерения для объектов нефтедобычи, содержащее блоки измерения с встроен ными измерителями расходов, блоки промежуточной памяти, регистр, генератор тактовых импульсов, формирователи импульсов, формирователь адреса объекта, регистраторы,счетчик времени, элемент ИЛИ, блок раз решения, формирователь заявки, передатчик, приемник, модулятор,распределитель опроса, блок кодирования, блок управления и вычислитель ный блок 1. Однако устройство обладает конс руктивной сложностью, так как для каждого расходомера требуется вторичный прибор, и как следствие это го - сравнительно невысокой надежностью. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство регистрации и передачи информации для сосредоточенных объектов, содержащее датчики расхода, выходы которых через соответствую|;цие усилители подключены к первым входам элементов И группы, вторые входы которых и первый вход индикатора соединены с первым входом первого регистра опроса, .выходы группы элементов И подключены соответственно к входам блоков набора коэффициентов и к входам блока задания операций, элементы ИЛИ ,и преобразователь сигнала, выход которого соединен с блоком сигнализации, выходы блоков набора коэффициентов подключены ко входам двоичного сумматора, выходы которого соединены с входагл первого преобразователя кода, управляющий вход которого jCOBMecTHO с управляющими входами второго преобразователя кода и индикатора соединены с выходами триггера знака, входами Соединенного с прямым и инверсным выходами блока задания операций, второй вход индикатора и первый вход десятичного счетчика соединены с первым выходом двоичного счетчика, второй выход которого и второй выход первого регистра опроса подключены к входам

триггера разрешения, врлход триггера разрешения соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов сдвига, выход влагомера через преобразователь соединен со вторым входом десятичного счетчика, выход которого через блок памяти подключен к третьему входу индикатора, выходы датчика времени соединены с входом первого регистра опроса, первыми входами триггера, второго элемента и и буферного регистра, выход которого через шифратор и регистратор подключен к входу приемника и канала связи, выход приемника соединен со вторым входом триггера, выход которого подключен ко второму входу второго элемента И, выход второго элемента И через второй регистр опроса соединен со вторым входом буферного регистра 2.

Данное устройство имеет ограниченные функциональные возможности,н обеспечивает измерение более трех . жидкостных потоков, не позволяет реализовать операции сложения и вычитания показаний расходомеров в любой последовательности и передачу результатов измерений на диспетчерский пункт.

Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей устройства и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены делитель импульсов, трехразрядный десятичный счетчик, элемент ИЛИ-НЕ и буферный нгскопитель, входы которого соединены с выходами первого преобразователя кода и элемента ИЛИ-НЕ и вторым выходом первого регистра опроса, вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом блока задания операций,прямой и инверсный выходы буферного накопителя соединены с входами второго преобразователя кода, выход которого соединен с управляющим входом двоичного сумматора, инверсный выход буферного накопителя соединен с первым входом двоичного счетчика, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход блока памяти соединен с третьим входом буферного регистра, выход элемента ИЛИ через делитель импульсов соединен с первым входом трехразрядного десятичного счетчика, второй вход которого соединен с одним из выходов датчика времени, выход трехразрядного десятичного счетчика соединен с четвертым входом индикатора.

На чертеже схематически изобра.жено предлагаемое устройство..

Устройство содержит датчики расхода, усилители , оуппу элементов И 3 -3, блоки 4

4р1 набора коэффициентов, двоичный сумматор 5, преобразователь 6 кода, буферный накопитель 7, преобразователь 8 кода, регистр 9 опроса, блок 10 задания операций, триггер 11 знака, элемент ИЛИ-НЕ 12, двоичный счетчик 13, триггер 14 разрешения, генератор 15 импульсов сдвига, элемент И 16, индикатор 17, блок 18 памяти, десятичный счетчик 19, преобразователь 20, влагомер 21,элемент ИЛИ 22, делитель 23 импульсов, трехразрядный десятичный счетчик 24, регистратор 25, шифратор 26,преобразователь 27 сигнала, блок 28 сигнализации, канал 29 связи,приемник 30, триггер 31, элемент И 32, регистр 33 опроса, буферный регистр 34, датчик 35 времени.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с датчиков -Inрасхода поступают на усилители .Разберем вариант устройства, обеспечивающего подключение какого-либо числа, например 10-ти датчиков. Сигналы с выходов усилителей соответственно поступают на первые входы элементов И 3 3j. На вторые входы этих элементов поступают сигналы периодического последовательного опроса с первого регистра 9 опроса. Если длительность импульса опроса одного датчика -с разка 1 с, то частота опроса отдельного датчика 0,1 Гц. С выходов элементов И 3 -3, сигналы поступают на блоки . набора коэффициентов. Каждая группа переключателей состоит в нашем случае из 10-ти тумблеров, соответствующих двоичным кодам 2°, 2, 2, 23, 2, 2 26, 2 28, 2« (или десятичным цифрам 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512) .

На выходе группы переключателей блока 4,( -4г, набора коэффициентов каждый поступающий импульс с опрошенного датчика кодируется двоичными числами. Максимальное число, задаваемое группой переключателей, равно 1023 (). Эти импульсы поступсшзт на входы двоичного сумматора 5 в параллельном коде и суммируются с частотой { поступающего сигнала датчика, что равносильно умножению f датчика на К тарировки ( f) . Через время, равное т (1 с) ко входу двоичного сумматора 5 подключается следующий датчик, В процессе суммирования результаты поступают через преобразователь 6 кода в буферный накопитель 7, где накапливаются. В дальнейшем накоплен,ная сумма импульсов из буферного накопителя 7 в виде двоичного числа переписывается в параллельном обратном коде на двоичный счетчик 13 ежесекундно. Время работы блоков (опрос и обработка) задается датчиком 35 времени. После перезаписи с генератора 15 импульсов сдвига через элемент И 16, который получает сигнал через триггер 14 разрешения, запускаемый двоичным счетчиком 13 и датчиком 35 времени, импульсы поступают на суммирующий вход двоичного счетчика 13. Поступление импульсов происходит до заполнения двоичного счетчика 13. Одновременно эти же импульсы постуПсиот на счетный вход десятичного счетчика 19, коэффициент пересчета которого устанавливается в зависимости от сигнала влагосодержания общего измеряемого потока от влагомера 21 через преобразователь 20.

С последней декады десятичного счетчика 19 импульсы поступают на блок 18 памяти. Накопленные данные с блока 18 памяти поступгиот на индикатор 17, чем регистрируются показания расхода без учета пластовой воды. На индикатор 17 поступают также импульсы с выхода двоичного счетчика 13, чем обеспечивается регистрация общего потока.

На индикацию выводятся номер опрашиваемого датчика в данный момент, мгновенный расход в процентах от максимального и режим работы двоичного сумматора 5 по отдельHOfiy датчику, т.е. суммируются или вычитаются поступаиощие импульсы с конкретного датчика. Рассмотрим реализацию этих операций в устройстве. При формировании индикации мгновенного расхода сигнгшы с выхода элемента ИЛИ 22 поступают на вход делителя 23 импульсов. С выхода делителя 23 импульсов импульсы поступают на вход трехразрядного десятичного счетчика 24. К концу опроса одного датчика на счетчике 24 накапливается 3-х разрядное десятичное число, численно равное проценту

0000000000

1 такт + 0010011011 - К1 0010011011 0010011011 12 такт + 0010011011 - запоминается в буферном накопителе 7

0100110110

0100110110

+ 0010011011 - К1

- запоминается в буферном накопителе 7

0111010001

0111010001

такт + 0010011011 - К1

1001101100 - запоминается в буферном накопителе 7

и т.д.

количество тактов сложения численно равно частоте поступления имот максимального расхода. С выходов ЭТОГО счетчика сигналы поступают на индикатор 17.

Выше был описан режим, где импульсы со всех датчиков суммироваJ пись. В блоке предусмотрена также возможность подключения любых датчиков в режим зычитания из общей суммы, т.е. импульсы с одних датчиков cyм OIpyютcя, а импульсы с остальныхвычитаются из первоначгшьной суммы, Режим работы устройства по каждому из датчиков можно установить ка вычитание и на сложение при помощи блока 10 задания операций. Предположим, что первые восемь датчиков с 1-гр по 8-ой включены в режим суммирования, а 9 и 10 датчики - в режим вычитания. При опросе 1-го датчика первый импульс через блок 10 задания операций поступает на триггер 11 знака и устанавливает его

1

С прямого выхода

в состояние

этого триггера потенциал

поступает на выходы преобразователей б и 8 кодов. Этим обеспечивается прохождение прямого кода с двоичного сумматора 5 на буферный накопитель 7, которая запоминается на один такт. С выхода буферного накопителя 7 сигнаш суммы через преобразователь 8 кода поступает на один из входов двоичного сумматора 5. Операция переноса сигнала суммы : буферного накопителя 7 обеспечивается сигнсшами от блока 10 задания операции через элемент ИЛИ-НЕ 12. Пусть коэффициент, набранный на первом блоке 4 набора коэффициентов, равен 100 110 11. В начальный момент во всех ячейках буферного накопителя 7 записаны нули

О

т.е. 0000000000. С приходом

первого импульса с первого датчитка содержимое буферного накопителя 7 суммируетсяс коэффициентом К1:

пульсов. Таким же образом складыва65 ются импульсы с остальных датчиков содержимое буферного накопителя 7 К1 Результат запоминается в буферном накопителе 7:

При достижении опроса 9-гй датчика первый импульс через блок 10 задания операций переводит триггер 11 в другое положение О , При

этом сигнал

поступает с ин, -и

версного выхода -j на входы преобразователей б и 8 кодов. Теперь на вход буферного накопителя 7 поступает инверсный код суммы с выхода двоичного сумматора 5, а на один из входов двоичного сумматора, - инверсный код содержимого буферного накопителя 7. Суммирование

1 такт - 1100110011 0011001100 0000000001 +0000000001 0011001101 1100110010 2 такт 11001100100011001101 0000000001 +0000000001 00110011101100110001 1100110001 3 такт 00110011100000000001 +0000000001 0011001111 1100110000 Таким же образом с общей суммы вычитаются импульсы, поступающие и с 10-го датчика. Для определения номера работающего датчика сигналы с выхода каждого датчика поступают через преоб разователь 27 сигнала на блок 28 сигнализации. При наличии переменного напряжения с выходов датчиков номера светятся. Номер опрашиваемо го датчика высвечивается блоком 17 индикации, куда поступают сигналы с регистра 9 опроса. Для вывода и регистрации накопленной информации и состояния в момент выдачи на перфоленту в буферный регистр 34 записывается следующая информация с бло ка 18 памяти: время,- режим (суммирование или вычитание) каждого из датчиков; общее количество перекаченной жидкости; количество перекаченной нефти. Опрос буферного регистра 34, выдача на перфорацию регистратор 25, или в канал 29 связи 29 производится.периодически с поступлением сигнала регистрация с датчика 35 времени. При поступлении сигнала регистрация триггер 31 устанавливается в состои разрешает поступление импульсов сдвига с датчика 35 времени. Эти импульсы через элемент И 32 .поступают на регистр 33 опроса выхода которого позиционные импульсы опрашивают буферный регистр 34. Содержимое буферного реИмпульсов, поступающих с 9-го датчика, производится в инверсном коде что равносильно сложению инверсного кода, вычитаемого с прямым кодом вычитателя, с последующим инвертис рованием результата: ,

А-В - А -(- в - (А + В) - (А+В).

Пусть к моменту опроса 9-го датчика в блоке 18 промежуточной памя Q ти накопилось число 1100110011, а коэффициент, набранный для 9-го датчика, К9 0000000001.

инверсный код числа А К9. инверсный код результата (содержимое двоичного сумматора 5). перезапись в буферный накопитель 7 К9 ржимое двоичного сумматора 5 запись в буферный накопитель 7 запись в буферный накопитель 7. гистра 34 преобразуется с двоичнодесятичного кода S машинный код в шифраторе 26 и поступает на регистратор 25, где происходит перфорация информации. Одновременно информация с выхода регистратора 25 поступает в канал 29 связи. Регистрация и Лередача информации может производиться и по запросу с диспетчерского пункта. Сигнал запроса принимается приемником 30, который воздействует на триггер 31, чем обеспечивается реализация процесса. В дальнейшем процесс опроса, обработки и регистрации измерительной информации производится по команде от датчика 35 времени. Оператор также имеет возможность произвести регистрацию информации. Система дает возможность увеличить количество подключаемых датчиков расхода. В этом случае потребуется подключение дополнительных усилителей с элементами И и блоков набора коэффициентов без изменения остальных узлов. Использование новых элементов дает возможность подключения к этому устройству целого ряда технологических аппаратов, входящих в сепаРсщионный узел подготовки нефти. Выбранная реализация обработки позволяет подключать датчики расхода в любой последовательности, что снижает затраты на технологическую обвязку расходомеров. Количество

подключаемых датчиков может охватить все практически существенные типоразмеры сепарационных узлов без изменения конструктивного решения по самому устройству. Применение данного устройства решает вопрос автоматизации получения информации с объектов подготовки нефти при внедрении автоматизированной системы управления технологическими процессами.

Формула изобретения

Устройство регистрации и передачи информации для сосредоточенных объектов, содержащее датчики расхода, выходы которых через соответствующие усилит.ели подключены к первым входам элементов И группы, вторые входы которых и первый вход индикатора соединены с первым входом первого регистра опроса, выходы группы элементов И подключены соответственно к входам блоков набора коэффициентов и к входам блока задания операций, элементы ИЛИ и преобразователь сигнала, выход которого соединен с блоком сигнализации, выходы блоков.набора коэффициентов подключены к входам двои-чного сумматора, выходы которого соединены с г входами первого преобразователя кода, управляющий вход которого совместно с управляющими входами второго преобразователя кода и индикатора соединены с выходами триггера знака входами соединенного с прямым и инверсным выходами блока задания операций, второй вход индикатора и первый вход десятичного счетчика соединены с первым выходом двоичного счетчика, второй выход которого и второй выход первого регистра опроса подключены к входам триггера разрешения, выход триггера разрешения соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов сдвига, выход влагомера через преобразователь соединен со вторым входом десятичного счетчика, выход которого через блок памяти подключен к третьему входу индикатора, выходы датчика времени соединены с входом первого регистра опроса, первыми входами триггера, второго элемента с И и буферного регистра, выход которого через шифратор и регистратор подключен к вхолу приемника и канала связи, выход приемника соединен со вторым входом триггера, выход которого подключен ко второму входу второго элемента И, выход второго элемента И через второй регистр опроса соединен со вторым входом буферного регистра, отл и ч аю щ е е с я тем, что, с целью раоаи5 рения функциональных возможностей и повышения надежности устройства, в него введены делитель импульсов, трехразрядный десятичный счетчик, элемент ИЛИ-НЕ и буферный накопитель, входы которого соединены с выходами первого преобразователя кода и элемента ИЛИ-НЕ и вторым выходом первого регистра опроса, вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом блока задания операций, прямой и инверсный выходы буферного накопителя соединены с входами второго преобразоват.еля кода, выход которого соединен с управляющим входом двоичп кого сумматора, инверсный выход буферного накопителя соединен с первым входом двоичного счетчика, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход блока памяти соединен с третьим входом бу5ферного регистра, выход элемента ИЛИ через делитель импульсов соединен с первым входом трехразрядного десятичного счетчика, второй вход которого соединен с одним из выходов датчика времени, выход трехразрядного десятичного счетчика соединен с четвертым входом индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1 Авторское свидетельство СССР № 435553, кл. Q 08 С 19/28, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР 434267, кл. G 01 F 1/00, 1970 (прототип).