Адаптивное устройство для телеизмерений Советский патент 1981 года по МПК G08C19/28 

1

Изобретение относится к системам Сбора, обработки и передачи данных и может быть использовано при создании автоматизированных систем телеизмерений, требующих сокреицения избыточности передаваемых по каналам связи данных, например автоматизированных систем контроля загрязнения окружающей среды, автоматизированных систем контроля технологических параметров и др. Известны устройства ij/ позволяющие решать задачу сокращения избыточности информации, содержащие датчики, коммутатор, ансшого-цифровой преобразователь, устройство образоваиия приреицения, магнитное запоминающее . устройство, схему анализа сигнала, блок образования кода знака, анализатор знака, сумматор, вентиль, элемент ИЛИ, выходное устройство.

Однако такие устройства при решении задачи сокращения избыточности автоматически выделяют сигнал об экстремальных точках и точках перегиба измеряемых параметров, но не позволяют получать данные об изменении текущего значения измеряе№х параметров при одновременном сокращении избыточности информации и не позволяет

задавать уровень таких изменений за определенный временный интервал, т.е. не отражают динамику процесса при единовременном сокращении избыточности.

Известно также устройство -2 J, со ращающее избыточность за. счет фильтрации измеряемых параглетров путем усреднения или за счет передачи в ка10нал связи информации при достижении определенного уровня, т.е. при срабатывании тревожной сигнализации.

Устройство содержит датчики измеряемых параметров, коммутаторы, аналого-цифровые преобразователи, блоки памяти, цифровые фильтры, формирователи частот, триггеры, блоки управления, сдвиговые регистры, счетчики, блоки сравнения, блоки тревожной

20 сигнализации, блоки вызова, блоки связи, датчики-временных интервалов, блоки записи на магнитный носитель, блоки отображения данных,элементы И, элементы ИЛИ.

25

Однако такое устройство также не отражает динамику изменения измеряемых параметров при одновременном сокращении избыточности информации, передаваемой по каналам связи, что наиболее важно при получении данных об

объекте для исследования объекта в научных целях, а также при прогнозировании состояния объекта..

Недостаток известного устройстваневозможность управления устройством .сверху, т.е. невозможность измене«ия управляющих программ устройства обращении к нему по каналам связи из центра, что значительно сужает, область применения известных устройств в автоматизированных системах полеизмерений, а также снижает эффективность самых систем.

Наиболее близким решением по технической сущности к изобретению ;является адаптивное, устройство для телеизмерений, содержащее датчики, выходы которых подключены к соответствующим первым входам коммутатора, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, датчик временных интервалов, вы-, ход которого подключен к первому входу блока управления, первый выход которого соединен с вторым входом коммутатора, второй выход блока управления подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом первого блока памяти, к второму входу первого блока памяти подключен третий выход блока управления, выход первого блока памяти соединен с первым входом блока сравнения, вы.ход которого подключен к первому входу линейного блока, четвертый выход блока управления соединен с-вторым входом линейного.блока, первый выход которого,, подключен к первому входу блока передачи данных, пятый выход блока управления соединен с вторым входом блока передачи данных, выход которого подключен к входу линейного блока и к входу канала связи, шестой выход блока управления соединен с первым входом регистра сдвига, выход которого подключен к третьему входу блока передачи данных и к первому входу блока записи, выход которого подключен к второму входу регистра сдвига, седьмой выход блока управления подключен к второму входу блока записи, восьмой выход блока управл.ения соединен с первым входом блока отображения З,

Недостатком известного устройства является то, что, измеряя мгновенные значения параметров датчиков, устройство передает данные в канал связи по достижению уровня тревожной сигнализации, что сокращает избыточность информации, передаваемой по каналам связи, однако в центре не отражается динамика изменения параметров датчиков. При передаче в центр всех мгновенных значений параметров датчиков, кан.ал связи значительно перегружается неинформагивными данными от датчиков, параметры которых претерпели незначительные изменения или не изменяли своих значений за очередной цикл опроса датчиков. Все это ограничивает функциональные возможности устройства.

целью изобретения является расши-. рение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в адаптивное устройство для телеизмерений, содержащее датчики, выходы которых подключены к соответствующим, первым входам коммутатора, выход которого соединен с первым ь..:одом аналого-цифрового преобразователя, датчик временных интервалов, выход которого подключен к первому входу блока управления, первый выход которого соединен с вторым входом коммутатора, второй выход блока управления подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом первого блока памяти, к второму входу первого блока памяти подключен третий выход блока управления, выход первого блока памяти соединен с пер- вым входом блока сравнения, выход которого подключен к первому входу линейного блока, четвертый выход блока управления соединен с вторым входом линейного блока, первый выход которого подключен к первому входу блока передачи данных, пятый выход блока управления соединен с вторым входом блока передачи данных, выхоД которого подключен к входу линейного блока и к входу канала связи, шестой выход блока управления соединен с первым входом регистра сдвига, выход которого подключен к третьему входу блока передачи данных и к первому входу блока записи, выход которого подключен к второму входу регистра сдвига, седьмой выход блока управления подключен к второму входу блока записи,восьмой выход блока управления соединен с первым входом блока отображения, введены блок уставок, второй блок памяти и блок приема данных, девятый выход блока управления подключен к входу блока уставок, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами блока сравнения,- десятый выход блока управления подключен к третьему входу блока сравнения, выход которого соединен с первым входом второго блока памяти, одиннадцатый выход блока управления подключён к второму входу второго блока памяти, третий вход которого соединен с выходом первого блока памяти, выход второго блока памяти соединен с четвертым входом блока сравнения, с вторым входом регистра сдвига и с вторым входом блока отображения, второй выход .линейного блока подключен к первому входу блока прие5 J ма данных, второй вход которого соед нен с выходом канала связи, третий вход и вьисод блока приема данных под ключены соответственно к двенадцатому выходу и к второму входу блока уп равления. На чертеже приведена функционгшьная схема устройства, Адаптивное, устройство для телеизмерений содержит датчики 1, коммутатор 2, блок 3 управления, датчик 4 временных интервалов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, первый блок 6 памяти, блок 7 сравнения,блок 8-уставок, второй блок 9 памяти,блок 10 приема данных, линейный блок 11, блок 12 передачи данных, регистр 13 сдвига, блок 14 записи и блок 15 ото бражения данных. Устройство работает следующим образом. Данные о величинах измеряекых параметров с датчиков 1 в виде сигнало напряжения постоянного тока поочеред но поступают на входы коммутатора 2. Коммутатор 2 по программе, задаваемой блоком 3, производит временную дискретизацию непрерывных сигналов. Блок 3 синхронизирован датчиком 4. Последовательность дискретных выборок поступает на информационный вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 5. На выходе АЦП 5 каждая выборка представляется в виде двоичного кода. Далее каждая выборка в двоичном, коде с информационного выхода АЦП б поступает на информационный вход блока 6 памяти и записывается в ячейки памяти. После окончания цикла измерения и заполнения блока 6 данными об измеряемых параметрах от всех датчиков 1 начинается процесс сравнения данны из блока 6 с данными, ранее записанными во второй блок 9. Данные одновре менно считываются из блока б и из блока 9. Сравнение данных происходит в блоке 7 сравнения следующим образом. Сначала определяется разница по абсолютной величине между данными, соответствующими одним и тем же датчикам из блоков 9 и б, а затем резуль,тат сравнивается с значением установки, соответствующей данному датчику, и поступающим из блока 8 уставок. Если результат сравнения отличает ся в ту или другую сторону от величи ны, которая Зсщается блоком 8, то с выхода блока 7 выдается сигнал, кото рый поступает на вход блока 9 и с ег помощью в строку, соответствующую данному датчику блока 9, записывается код с выхода блока б. Одновременно в ту же строку дополнительного блока 9 записывается специальный при знак (ФЛАГ) в виде логической единицы. ТОГ.О, сигнал с выхода блока 7 поступает в линейный блок 11 где запоминается как необходимость установления связи после окончания всех циклов сравнения, т.е. окончания сравнения значений всех датчиков. Если же результат сравнения не выходит за значение уставки для данного датчика, то сигнал на выходе блока 7 отсутствует, а это значит, что код из 0лока 6 в блок 9 не записывается, т.е. в данной строке блока 9 сохраняется прежнее значение кода для данного датчика и ФЛАГ также не записывается. Аналогично процесс происходит для всех значений датчиков 1. После окончания процесса сравнения и при наличии сигнала о необходимости установления связи по инициативе устройства в блоке 11 установления связи, этот блок осуществляет связь через кангш связи с центром сбора и обработки информгщии (ЦСОИ) и после окончания процесса установления связи с помощью одного из своих выходов, воздействуя на блок 12 передачи данных, подключает его к каналу связи. Одновременно с помощью блока 3 начинается считывание данных из блока 9. Информация с выхода блока 9, из строк, содержащих ФЛАГИ, в параллельном коде поступает на информационный вход регистра 13 сдвига, а затем, сдвигаясь С помощью блока 3 из регистра 13, последовательным кодом поступает в блок 12, где информация кодируется, модулируется одним из способов модуляции (например частотно-манипулйрованным способом).передается в канал связи и дашее на ЦСОИ. По окончанию передачи информации из одной строки данных в ней происходит стирание ранее записанного ФЛАГА, а после передачи информации из всех строк блока 9, содерЖсццих ФЛАГИ, заканчивается процесс передачи данных по инициативе устройства, В случае, если связь с ЦСОИ в данный момент невозможна, т.е. блок 11 связь с ЦСОИ не осуществил, то блок 12 к каналу связи не подключается и с помощью блока 3 данные из регистра 13 направляются не в блок 12, а в блок 14 записи на магнитный носитель, а в дальнейшем при восстановлении связи с ЦСОИ информация из блока 14 считывается последовательным кодом в регистр 13, а затем через блок 12 передается в канал связи и далее на ЦСОИ. Всякий раз при считывании информации из блока 9 она поступает также в блок 15 отображения данных,где в цифровом виде представляется на пульте оператору. Таким образом, видно, что устройство, адаптируясь к изменению измеряемых параметров передает на ЦСОИ только те данные,, которые претерпели изменение за один цикл измерения, а данные, которые изменялись на величину менее своих уставок, на ЦСОИ пе реданы не были. В связи с этим на ЦСОИ, спустя определенное время, будет неизвестно то ли датчики 1 не меняют своих показаний из-за стабиль ности измеряемого параметра, то ли они не работоспособны. Для устранения этого недостатка в устройстве предусмотрен режим опроса всех датчиков 1 независимо от наличия ФЛАГОВ по инициативе свер ху, т.е. по инициативе ЦСОИ. Этот режим опроса осуществляется с определенным циклом, длительность которого устанавливает ЭВМ, входящая в состав ЦСОИ. В этом режиме от ЦСОИ на устройство передаются команды и управляющие сигналы (программа работы) для блока 3. Процесс осуществляется следующим образом. ЦСОИ посыла ет по каналу связи сигнашы, которые воспринимаются блоком 11 устройства После осуществления связи блок 11 с помощью одного из своих выходов, воз действуя на блок 10, подключает его к каналу связи. Затем блок 10 принимает из какала, связи команды и управ ляющие сигналы, которые в блоке 10 демодулируются, декодируются и с выхода блока 10 поступают на второй вход блока 3, в котором запоминаются и в дальнейшем служат для управления алгоритмом работы всего устройства. После окончания приема информации из канала связи .в память блока 3 пос ледний подает сигнал на блок 11, который отключает от канала связи блок 10 и подключает к каналу связи блок 12, По сигналу с блока 3 начинается считывание данных из блока 9 через регистр 13 и далее через блок 12 в канал связи. Причем в этом случае из блока 9 памяти считывается информация по всем датчикам независимо от наличия ФЛАГОВ в строках памяти, при этом в строках, содержащих ФЛАГИ происходит стирание последних. Из описания устройства видно, что в нем произошли следующие операции; накопление данных от датчиков 1 в блоке б; сравнение накопленных в блоке б данных с данными, записанными ранее в блоке 9, и обозначение с помощью ФЛАГОВ данных, необходимых для передачи в центр ; передача в центр данных, в кото рых было зафиксировано изменение измеряемого параметра на величину, превышакхцую уставку, в случае установления связи..по инициативе устройстваприем из центра информации для задания програлп ы работы блоку 3) передача всех данных по всем датчикам 1 независимо от наличия ФЛАГОВ , в случае установления связи по инициативе центра. Положительный эффект изобретения заключается в расширении функциональных возможностей адаптивного устройства телеизмерений, повышении его эффективности и эффективности использования ка1налов связи. Формула изобретения Адаптивное устройство для телеизмерений, содержащее датчики, выходы которых подключены к соответствующим первым входам коммутатора, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, датчик временных интервалов, выход которого подключен к первому входу блока управления, первый выход которого соединен с вторым входом коммутатора, второй выход блока управления подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, выход KOTOpipro соединен с первым входом первого блока памяти, к второму входу первого блока памяти подключен третий выход блока управления, выход первого блока памяти соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к первому входу линейного блока, четвертый выход блока управления соединен с вторым входом линейного блока, первый выход которого подключен к первому входу блока передачи данных:, пятый выход блока управления соединен с вторым входом блока передачи данных, выход которого подключен к входу линейного блока и к входу канала связи, шестой выход блока управления соединен с первым входом регистра сдвига, выход которого подключен к третьему входу блока передачи данных и к первому входу блока записи, выход которого подключен к второму входу регистра сдвига, седьмой выход блока управления подключен к второму входу блока записи, восьмой выход блока управления соединен с первым входом блока отображения, с5-т личающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены блок уставок, второй блок памяти и блок приема данных, девятыйвыход блока управления подключен к входу блока уставок, выходы которого соединены с соответствукядими вторыми входами блока сравнения, десятый выход блока управления подключен к третьему входу блока сравнения, выход которого соединен с первым вхо-г дом второго блока памяти,- одиннадцатый -выход блока управления подключён к второму входу второго блока памяти, третий вход которого соединен с выходом первого блока памяти, вы|ХОД второго блока памяти соединен с четвертым входом блока сравнения, с вторым входом регистра сдвиг и с вторым входом блока отображения, второй выход линейного блока подключен к первому входу блока приема данных/ второй вход которого соединен с выходом канала связи третий вход и выход блока приема данных подключены соответственно к двенадцатому выходу и к второму входу блока управления.

ts

/ v

/ k k

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 590802, кл. G 08 С 19/28, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР 610149, кл. G 08 С 19/12, 1978.

3.Патент Франции №2140119, кл. G 08 В 11/00, опублик. 1973 (прототип).

0

/J

//

V7k

Вклнва

S

И

9