Устройство для передачи телеметрической информации Советский патент 1981 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может найти применение в телеизмерениях и в смежных областях техники. Известно устройство адаптивной телеметрии,содержащее подключенный к датчикам коммутатор выход которого через блок кодирования информации под ключен ко входу блока анализа кодов сигналов, выход которого соединен со входами блока сравнения кодов приращении и блока памяти, и элементы И и НЕ 1 . В этом устройстве для сокращения избыточности информации исключается из кадра служебная информация, в частности не передаются адреса каналов, следующих последовательно друг за . другом.Подобное сокращение не является эффективным, так как не затрагивает информационную часть сообщения Кроме того, при использовании адаптив ного коммутатора, когда порядок передачи канальной информации произволен указанное устройство может вообще не дать сокращения передаваемой информации. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому.является адаптивное адресное, устройство для передачи телеметрической информации, содержащее .соединенный с датчиком адаптивный.коммутатор, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления и синхронизации, выход блока управления и синхро- низации Подключен ко входам аналогоцифрового преобразователя АЦП), блока памяти.и блока кодирования времени, выходкоторого соединен,со вторым входом блока памяти, третий.вход которого через АЦП подюшчен к другому входу адаптивного коммутатора, выходы блока памяти соединены соответ ственно через блок контроля со вторымвходом блока управления и с выходом устройства 2 }

В этом устройстве благодаря применению адаптивного,коммутатора можно передавать сигналы любого канала в любом порядке, в зависимости от управляющей программы блока, управления В частности, для увеличения информационной гибкости и сокращения избыточности информационной части сообщений управление программой работы коммутатора может осуществляться как .скоростью изменения контролируемого (пepeдaвaeмoгoJl параметра, так и величиной погрешности аппроксимации. При этрм существенного сокращения избыточности информации можно достичь лишь при малой динамичности входных сигналов.

В то же время, в ряде случаев передача самой величины сигнала не обязательна, так как потребителя часто интересует лишь состояние объекта из мерения , т.е. в нормальных ли пределах находится искомая величина или же она превышает уровень аварийности Так, в системах контроля состояния атмосферы потребителя интересует лиш превышение уровня загрязнения предельно допустимой концентрации, в станциях контроля технологических режимов нефтехимической промышленности представляет интерес выявление серы в нефти, давление газа в печи и т.п. Поэтому, передача информации лишь о состоянии объекта существенно сократит избыточность информации и, следовательно, повысится быстродействие Кроме того, использование сигналов, характеризующих состояние объекта, для управления адаптивным коммутатором повысит оперативность получения информации, а возможность передачи наряду с самой величиной измеряемого параметра информации о состоянии объекта расширит функциональные возможности устройства.

Цель изобретения - повышение информативности и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для пе редачи телеметрической информации, содержащее адаптивный коммутатор, выход которого соединен с первым входом выходного лока, выход которого соединен с выходом устройства, блок управления, первый и второй.выходы которого соединены соответственно с управляющим входом адаптивного.коммутатора

и входами блока кодирования адреса и блока кодирования времени, выходы которых соединены соответственно со вторым и третьим входами выходного

5 блока, и в каждом информационном канале датчик, выход которого соединен со-входом аналого-цифрового преобразователя, введены в каждом информационном канале регистр сдвига, шифратор, пороговый элемент, элемент ИЛИ и ключ, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом ключа и входом регистра сдвига, выходы разрядов которого соединены со входами порогового элемента, выход порогового элемента и выход последнего разряда регистра сдвига соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого, соединен со

0 входом .шифратора и соответствующими входом блока управления, выход шифратора соединен со вторым входом ключа, третий вход которого соединен, с первым выходом блока управления,

5 выход ключа соединен с соответствующим информационным входом адаптивного коммутатора. г

На фиг.1 показана функциональная схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема ключа Т нформационного канала и блока управления; на фиг.З возможный вид сигнала датчика (J- и его характеристика.

Устройство содержит в каждом информационном .канале 1 датчик 2, регистр 3 сдвига, пороговый элемент 4, элемент ИЛИ 5, шифратор 6, ключ 7 и аналого-цифровой преобразователь 8. Кроме того, устройство содержит блок

° 9 управления, блок 10 кодирования адреса, блок 11 кодирования времени, выходной блок 12 (блоки 10-12 составляют узел 13 формирования кадра) и адаптивный коммутатор 1.

В состав каждого ключа 7 входят С фиг.2 элементы И 15-17, элемент ИЛИ 18, для управления которыми в блоке 9 управления для каждого канала имеются счетчик 19 с дешифратором 20.

0 Устройство работает.следующим образом.

С выхода датчиков 2 снимается электрический сигнал, величина которого соответствует величине измеряемого параметра (фиг.З. Величина U| соответствует максимальному нормальному значению измеряемого па раметра, а величина Уд- минимальному аварийному значению. Т.е., если (J; - состояние параметра в норме, если аварийная ситуация если U: UA предаварийная ситуация . Преобразователи 8 преобразуют выходные сигналы датчиков 2 в числоимпульсный код, который поступает на регистр 3 и определяет его состояние. Число разрядов регистра 3 в каждом канале 1 определяется аварийным значением сигнала Од, измеряемого этим каналом, поэтому в случае Од (режим АВАРИЯ, фиг.З) на выходе регистра 3 образуется сигнал переполнения, поступающий через элемен ИЛИ 5 на шифратор 6. Пороговый элемент 4 в каждом канале 1 настроен на максимальное нормальное значение сиг нала Uu, измеряемого этим каналом, поэтому сигнал на его выходе образуется 8 случае U и|(фиг.З, предаварийный режим). Таким образом, в зависимости от состояния объекта измерения на шифратор 6 поступают один импульс (предаварийный режим), либо два импульса (режим АВАРИЯ), либо ни одного импульса, если U| щ (режим НОРМА). Шифратор 6 формирует соответствующие рассмотренным режимам коды 0,1,11 или 00, которые поступают на один из входов элементов И 15-16 ключей 7. На вход элемен та И 17 поступает информация о величине измеряемого параметра с аналого . цифрового преобразователя 8. На другие управляющие входы элементов И 15-Т7 поступают сигналы разрешения с дешифратора 20 блока 9 управления. Входы дешифратора 20 соединены с выходными разрядами счетчика 19 блока 9 управления. Счетчик 19 фиксирует число-импульсов, поступающих на его вход с выхода элементов ИЛИ 5 В зависимости от состояния счетчика 19 на одном из трех выходов дешифратора 20 образуется сигнал разрешения, который открывает один из элементов И 15-17. Таким образом, к коммутатору 1 через элемент ИЛИ 18 подключается тот или иной информационный вход ключа 7. Работа коммутатора 1 определяется сигналами дешифратора 20 блока 9 управления. Со второго выхода блока 9 управления поступают сигналы на узел 13 формирования кадра, в котором происходит образование кодов адреса каналов и времени соответственно .блоки 10 и 11 кодиро3,« вания). Эти служебные коды.вместе с информационной частью, образуемой на выходе коммутатора I, формируются в кадр в выходном блоке 12. По команде Начальная установка (на фиг.1 и 2 не показано) все элементы устройства обнуляются. Сигнал с выхода датчиков 2 поступает на аналого-цифровые преобразователи 8, с которых числоимпульсный код передается на вход элемента И 17 ключей 7 и на регистры 3. Если измеряемый сигнал находится в норме, T.e.Uj Ujyj ,то в устройстве устанавливается нормальный режим, аналогичный известному, без сокращения избыточности информации: на выходе регистра 3 и элемента импульсы не образуются, сигналов с элементов , ИЛИ 5 на шифратор бив счетчик 19 блока 9 управления не поступает.Сигнал разрешения образуется на первом выходе дешифратора 20, открывая элемент И 17, поэтому на выход элемента ИЛИ 18 ключей 7 передается информация о величине измеряемых параметров с аналого-цифровых преобразователей 8, KOTopi e в этом случае опрашиваются коммутатором 14 поочередно. В выходг ном блоке 12 к информационной части подсоединяется соответствукяцая служебная информация: коды адресов каналов и времени, формируемые блоками 10 и И. В предаварийном режиме UN - Од на выходе элемента k формируется сигнал, поступающий через элемент ИЛИ 5 на вход счетчика 19 блока 9 управления. Со второго выхода дешифратора 20 управляющий сигнал открывает элемент И 15, передавая через элемент ИЛИ 18 на выход ситуационный сигнал, в данном случае код 01, с шифратора 6. При этом коммутатор I определяет приоритет в передаче информации с тех каналов 1, в которых сформировался ситуационный сигнал на выходе шифратора 6, благодаря сигналам управления на выходе дешифратора 20 блока 9 управления. В аварийном режимеUj Од на выходе регистра 3 образуется сигнал переполнения, поэтому на вход шифратора 6 через элемент ИЛИ 5 поступают два импульса с регистра 3 и элемента . На выходе шифратора 6 образуется код 11, соответствующий аварийному режиму, который поступает на входы Э лементов И 15-16 ключа 7. Одновременно двойной импульс элемента ИЛИ 5 поступает на счетчик 19, поэтому сигнал разрешения образуется на третьем выходе дешифратора 20, элемент И 16 открывается, пропуская сигнал Авария на вход коммутатора 14.

В соответствии с управляющим сигналом блока 9 адаптивный коммутатор k первоначально подключит к узлу 13 каналы аварийного режима, затем предаварийного и нормального. Соответствующие коды адресов каналов и времени будут сформированы в узел 13 блоками 10 и 11 кодирования, после чего импульсом Сброс (шина Сброс не показана элементы устройства приводятся в первоначальное состояние. Таким образом, в предаварийном и аварийном режимах существенно сокращается избыточность передаваемой информации и,следовательно, повышается информативность и быстродействие устройства, что и определяет техникоэкономическую .эффективность предлагаемого устройства, вместо передачи значительного числа импульсов, соответствующих величине измеряемого параметра, формируется двухимпульсный код, характеризующий состояние телеметрируемого объекта. Причем этот код передается приоритетно: сначала передаются аварийные параметры, затем - предаварийные и нормальные. Полученнаэ на приемном конце информация позволяет своевременно повысить внимание параметрам, находящимся в предаварийных и аварийных состояниях что -в конечном счете обеспечивает оперативное вмешательство в создавшуюся ситуацию.

Формула изобретения

Устройство для передачи телеметрической информации, содержащее адаптивный коммутатор, выход которого соединен с первым входом выходного блока, выход которого соединен с выходом устройства, блок управления,

первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющим входом адаптивного коммутатора и входами, блока кодирования адреса и блока кодирования времени,выходы ко торых соединены соответственно со вторым и третьим входами выходного блока, и в каждом информационном канале датчик, выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности и быстродействия устройства, в него введены в каждом информационном канале регистр сдвига, шифратор,

0 пороговый элемент, элемент ИЛИ и ключ, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом ключа и входом регистра сдвига, вы- ходы разрядов которого соединены со

S входами порогового элемента, выход порогового элемента и выход последнего разряда-регистра сдвига соединены с первым и втррым входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со

О входом шифратора и соответствующим входом блока управления, выход шифратора соединен со вторым входом ключа, третий вход которого соединен с первым выходом блока управления, выход

5 ключа соединен с соответствующим информационным входом адаптивного коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 1. Авторское свидетельство СССР № , кл.Оо8 С 19/28, 1977.

2. Барсуков Ф.И. и Русанов Ю.Б. Элементы и устройства радиотелеметрических систем. М., Энергия, 1973, с.25-27, рис. 1-12 (.прототип).

иг.1