Контролируемый пункт телемеханической системы Советский патент 1982 года по МПК G08C15/06 

(54) КОНТРОЛИРУЕМЫЙ ПУНКТ ТЕЛЕМЕХАНИЧЕСКОЙ

СИСТЕМЫ

1

Изобретение относится к телемеханике и может найти применение в ядерной электронике для дистанционного технологического, дозометрического и радиационного контроля атомных электростанций.

Известны контролируемые пункты телемеханических систем с временным разделением сигналов, содержащие датчики информации, приемник и передатчик, генератор импульсов, распределитель, дешифратор, исполнительные блоки, элементы И и ИЛИ 1.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для телеуправления и телесигнализации, содержащее датчики сигналов, выходы которых подключены к входам коммутатора сигналов, выход которого подключен к первому входу шифратора, к второму входу которого подключен первый выход распределителя импульсов, второй выход которого соединен с первым входом дешифратора, к вторым входам дешифратора и распределителя импульсов через синхронизатор подключен выход приемника, выход дешифратора соединен с первым входом исполнительного элемента, третий выход распределителя импульсов подключен к первому входу первого элемента И, выход которого через первый счетчик импульсов соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход элемента НЕ соединен с вторым входом первого и второго элементов и, выход шифратора подключен соответственно к входу второго счетчика импульсов, к второму входу распределителя импульсов и к третьему входу первого эле10мента И, и передатчик.

Известное устройство осуществляет сбор информации о двухпозиционных объектах с помощью датчиков сигнализации, ее кодирование и передачу на пульт управления,

15 а также прием, декодирование и исполнение команд пульта управления 2.

Недостаток устройства - ограниченные области применения, заключающиеся в том, что невозможно измерять физические вели20чины, изменяющиеся во времени непрерывно (например, температуру, давление, активность изотопа и др.).

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в контролируемый пункт телемеханической системы, содержащий датчики сигналов, выходы которых подключены к входам коммутатора сигналов, выход которого подключен к первому входу шифратора, к второму входу которого подключен первый выход распределителя импульсов, второй выход которого соединен с первым входом дешифратора, к вторым входам дешифратора и распределителя импульсов через синхронизатор подключен выход приемника, выход дешифратора соединен с первым входом исполнительного элемента, третий выход распределителя импульсов подключен к первому входу первого элемента И, выход которого через первый счетчик импульсов соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход элемента НЕ соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, выход генератора импульсов подключен соответственно к входу второго счетчика импульсов, к второму входу распределителя импульсов и к третьму входу первого элемента И, и передатчик введены аналого-частотные преобразователи, счетчики импульсов, элементы И, объединенные по числу датчиков импульсов, распределитель импульсов, элементы ИЛИ, арифметический блок и блок памяти, первый выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход шифратора, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом передатчика, второй выход блока памяти соединен с первым входом арифметического блока, первый выход которого подключен к второму входу исполнительного элемента, второй выход - к первому входу блока памяти, выход генератора импульсов подключен соответственно к вторым входам блока памяти и арифметического блока, к третьему входу которого подключен первый выход второго счетчика импульсов, второй выход которого подключен соответственно к первым входам счетчиков импульсов, объединенных по числу датчиков, к вторым входам которых подключены соответственно непосредственно и через аналого-частотные преобразователи выходы коммутатора сигналов, выходы счетчиков, объединенных из числа датчиков, подключены к первым входам элементов И, объединенных по числу датчиков, к вторым входам которых подключены первые выходы второго распределителя импульсов, к первому входу которого подключен второй выход второго счетчика импульсов, второй вход второго распределителя импульсов соединен с выходом генератора импульсов, выходы элементов И, объединенных по числу датчиков, соединены с третьцми входами счетчиков импульсов, объединенных по числу датчиков, и сответствующими входами третьего элемента ИЛИ,

выход которого подключен соответственно к третьему входу блока памяти, к входу элемента НЕ, к первому входу третьего элемента И, к второму входу которого подключен второй выход второго распределителя импульсов, выход третьего элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с четвертым входом блока памяти, пятый вход которого соединен с выходом первого распределителя. Второй распределитель импульсов содержит счетчик импульсов и дешифратор, первый и второй входы счетчика импульсов подключены соответственно к первому и второму входам второго распределителя импульсов, выход счетчика импульсов подключен

к второму выходу второго распределителя импульсов и входу дешифратора, выходы которого подключены к первым выходам второго распределителя.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого контролируемого пункта телемеханической системы для трех каналов (п 3).

Контролируемый пункт телемеханической системы содержит приемник 1, синхронизатор 2, дешифратор 3, генератор 4 импульсов, распределители 5 и 6 импульсов, шифратор 7, исполнительный элемент 8, коммутатор 9 сигналов, аналого-частотные преобразователи 10, счетчики 11, 12 и 13 импульсов, объединенные по числу датчиков, элементы И 14, 15 и 16, объединенные по

числу датчиков, элементы И 17, элементы ИЛИ 18, 19 и 20, блок 21 памяти, арифметический блок 22, передатчик 23, элемент НЕ 24, датчики 25 сигналов.

Распределитель 6 содержит счетчик 26

импульсов и дешифратор 27.

Датчики сигналов 25 подключены ко входам коммутатора 9. Первая группа выходов коммутатора 9 соединена со входами и выходами соответствующих аналого-частотных преобразователей 10 и счетными входами счетчиков импульсов И, входы сброса которых объединены и соединены с входом сброса счетчика 26, распределителя 6 и импульсным выходом счетчика 12 импульсов. Вторая группа выходов коммутатора 9 подключена ко входу шифратора 7. Выходы переполнения счетчиков 11 импульсов подключены ко входам соответствующих элементов И 14, другие входы которых соединены с выходами дешифратора 27 распределителя 6, а выходы всех элементов И 14 подключены ко вторым входам сброса соответствующих счетчиков 11 импульсов и ко входам элемента ИЛИ 18, соединеного выходом со входом элемента 24, входом элемента И 16 и первым командным входом

блока 21 памяти. Адресные входы блока 21 памяти через элемент ИЛИ 19 соединены с выходами элементов И 16 и 17, второй вход элемента И 16 соединен с выходом счетчика 26 распределителя 6, подключенного счетным входом к выходу генератора 4 импульсов, тактовым входом распределителя 5, арифметического блока 22 устройства, счетчика 12 импульсов, блока 21 памяти и к входу элемента И 15. Второй вход элемента И 15 соединен с выходом элемента 24 и входом элемента И 17, другой вход подключен к выходу счетчика 13 импульсов, соединенного счетным входом с выходом элемента И 15. Второй командный вход блока 21 памяти подключен к выходу распределителя 5 и третьему входу элемента И 15, а числовой вход - к числовому выходу арифметического блока 22, выход признаков которого соединен с первым входом исполнительного элемента 8, первый выход блока 21 памяти соединен со входом элемента ИЛИ 20, подключенного к передатчику 23, а второй выход - со вторым входом арифметического блока 22, подключенного третьим числовым входом к второму выходу счетчика 12 импульсов. Второй выход распределителя 5 соединен со вторым входом шифратора 7, подключенного выходом ко второму входу элемента ИЛИ 20 третий выход распределителя 5 соединен со входом дешифратора 3, подключенного выходом к другому входу исполнительного элемента 8, а другим входом - к выходу при емника 1 и входу синхронизатора 2, выход которого соединен с синхронизирующим входом распределителя 5.

Предлагаемый контролируемый пункт телемеханической системы работает следующим образом.

Перед началом работы с помощью переключателей коммутатора 9 производится подключение в каждом канале датчика 25 с аналоговым выходом ко входу аналогочастотного преобразователя 10, датчика 25 с частотным выходом - к счетному входу соответствующего счетчика 11 импульсов, и датчика 25 двухпозиционного - к входу щифратора 7.

При включении питания все счетчики И, 12 и 26 импульсов сбрасываются в нулевое (исходное) состояние и начинается цикл измерения. Импульсы фиксированной частоты с выхода генератора 4 импульсов поступают на счетчики 12 и 26, а импульсы, частота которь1х пропорциональна измеряемой величине, - на входы счетчиков 11 каждого измерительного канала. Сигнал переполнения каждого счетчика 11 открывает соответствующий элемент И 14. Импульс опроса с выхода дешифратора 27 распределителя, 6 проходит через открытый элемент И 14 i-ro канала, и элемент ИЛИ 18 и выдает в блок 21 памяти сигнал «Обработка. По этому сигналу код количества тактовых импульсов, записанных к этому времени всчетчике 12, переписывается в арифметический блок 22, который производит вычисления по формуле

А

.

T(t2i-t/i) N2rNii

5 где Ai т измеряемая величина в i-м канале; Kj - масштабный коэффициент i-ro

канала;

N - емкость счетчика 1 импульсов; t. - тактовая частота генератора 4

импульсов;

tij - время, прощедщее от сброса счетчика 12 до предыдущего переполнения счетчика 11 i-ro канала; 2 время, прошедшее от сбора счетчика 12 до текущего переполне5НИН счетчика 10 1-го канала;

trtjM Время измерения в i-м канале; Nii -количество тактовых импульсов, записанных в счетчик 12 при предыдущем измерении в 1-м канале N2J -количество тактовых импульсов, записанных в счетчик 12 при текущем измерении в i-м канале. Величины NIJ и Мщхранятся в блоке 21 памяти и записываются в блок 22 под действием стандартных микрокоманд блока 21 5 памяти. Вычисленное значение Ai измеряе.мой величины сравнивается в блоке 22 со значениями предупредительных и аварийных уставок, также хранящихся в блоке 21 памяти и в случае выхода измеряемой величины за аварийное значение уставки, 0 блок 22 выдает в исполнительный элемент 5 команду на отключение исполнительного механизма. Результаты А-, и Ы2;записываются после этого в блок 21 памяти, причем число N2 записывается в ту ячейку блока 21, где перед началом данного измерения хранилось число NIJ . Адрес ячейки блока 21 памяти, к которой проис.ходит обращение в текущий момент, задается счетчиком 26 распределителя 6. Код счетчика 26 проходит на адресные входы блока 21 памяти через 0 открытую сигналом «Обработка схему И 16 и схему ИЛИ 19. Этот сигнал через инвертор 24 закрывает схему И 15 и 17, останавливая счетчик 13 и блокируя считывание его кода в блок 21 памяти. Задним фронтом импульса с выхода открытой схемы И 14 сбрасывается соответствующий счетчик 11 и сигнал переполнения в данном канале перестает подаваться. Цикл опроса счетчиков 11 каждого канала заканчивается к моменту переполнения счетчика 12. Им0 пульс переполнения этого счетчика сбрасывает в нулевое состояние счетчик 26 и счетчик 11 во всех каналах и после этого начинается новый цикл опроса.

Выдача результатов измерения производится следующим образом. При отсут5 ствии на выходе элемента ИЛИ 18 сигнала «Обработка элемент НЕ 24 открывает элемент И 17 и выдает разрешающий потенпиал на элемент И 15. В момент времени, отведенный для передачи информации с данного к(Ч тролируемого нункта, синхро,чизат()) 2 запускает распределитель 5, отк)ывас; элемент И 15 и устанавливает блок 21 памяти и шифратор 7 в- режим выдачи информации. Импульсы генератора 4 через открытый эле.мент И 15 поступают на счетчик 13, вызывая изменение адреса канала. Код адреса канала через открытый элемент И 17, элемент ИЛИ 19 поступает в блок 21 памяти. Под действием тактовой частоты генератора 4 и в соответствии с текущим адресом, установленным на счетчике 13, из блока 21 памяти выбирается значение измеряемой величины А и признак наличия и;н1 отсутствия превышения уставок в i-м канале, эти коды через элемент ИЛИ 20 поступают на вход передатчика 23, а с его -- в линию связи. После передачи этих кодов распределитель 5 выдает, сигналы в шифратор 7 на передачу кода двухпозиционного датчика 25 i-ro кана.та (включено - выключено). Этот сигнал через второй вход элемента ИЛИ 20 поступает на вход передатчика 23, откуда передается в линию связи. После этого меняется адрес на счетчике 12 и происходит выдача инфор.мации следующего (i+l)-ro канала. Ко.манды управления, передаваемые с пульта управления, принимаются прие.мни ком 1 контролируемого пункта и поступают в дешифратор 3. Последний в соответствии с состоянием выходов распределителя 5 направляет эти команды в соответствующие ячейки исполнительных реле. Предлагаемый контролируемый пункт телемеханической системы в отличие от прототипа позволяет осуществить сбор, кодирование, первичную обработку, сравнение с уставками и передачу на пульт управления информации о текущих значениях измеряемых величин, произвольно и в широком диапазоне (несколько порядков) изменяющихся во времени, в том числе и случайных, так как среднеквадратичная погрешность измерения данного пункта не зависит от ширины диапазона и равна 6 В дополнение к осуществляемым прототипом приему, декодированию и исполнению команд внешнего диспетчерского пункта предлагаемое устройство позволяет осуществлять автоматическое управление исполните.чьными механизмами при выходе измеряемых величин за аварийные значения уставок. Изготовлен и испытан макет предлагаемого контролируемого пункта. Он имеет 16 датчиков текущих значений и 16 датчиков состояний. Логические узлы макета вынолнены на элементах серии К564, а аналого-частотные преобразователи - на основе микросхемы К544УД1. Макет работоспособен при изменении входной частоты в диапазоне трех порядков (от 10 до 10000 имп/с), Формула изобретения Контролируемый пункт телемеханической системы, содержащий датчики сигналов, выходы которых подключены к входам ком.мутатора сигналов, выход которого подключен к первому входу шифратора, к второму входу которого подключен первый выход распределителя и.мпульсов, второй выход которого соединен с первым входом дещифратора, к вторым входам дешифратора и распределителя импульсов через синхронизатор подключен выход приемника, выход дещифратора соединен с первым входом исполнительного элемента, третий выход распределителя импульсов подключен к первому входу первого элемента И, выход которого через первый счетчик импульсов соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход элемента НЕ соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, выход генератора импульсов подключен соответственно к входу второго счетчика импульсов, к втопому входу распределителя импульсов и к третьему входу первого элемента И, и передатчик, отличающийся тем, что, с целью расширения области при.менения, в него введены аналогочастотные преобразователи, счетчики и.мпульсов, эле.менты И, объединенные по числу датчиков импульсов, распределитель импульсов, элементы ИЛИ, арифметической блок и блок памяти, первый выход которого подключен к первому входу второго эле.мента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход шифратора, выход второго элемента ИЛИ соединен с входо.м передатчика, второй выход блока памяти соединен с первым входо.м арифметического блока, первый выход которого подключен к второму входу исполнительного эле.мента, второй выход - к первому входу блока памяти, выход генератора импульсов подключен соответственно к вторым входам блока памяти и арифметического блока, к третьему входу которого подключен первый выход второго счетчика импульсов, второй выход которого подключен соответственно к первы.м входам счетчиков импульсов, объединенных по числу датчиков, к вторым входам которых подключены соответственно непосредственно и через аналого-частотные преобразователи выходы коммутатора сигналов, выходы счетчлков, объединенных по числу датчиков, подключены к первым входам элементов И, объединенных по числу датчиков, к вторым входам которь х подключены первые выходы второго распределителя импульсов, к первому входу которого подключен второй выход второго счетчика импульсов, второй вход второго распределителя импульсов соединен с выходом генератора импульсов, выходы элементов И, объединенных по числу датчиков, соединены с третьи.ми

входами счетчиков импульсов, объединенных по числу датчиков, и соответствующими входами третьего э.темента ИЛИ, выход которого подключен соответственно к третьему входу блока памяти, к входу элемента НЕ, к первому входу третьего элемента И, к второму входу которого подключен второй выход второго распределителя импульсов, выход третьего элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с четвертым входом блока памяти, пятый вход которого соединен с выходом первого распределителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 431531, кл. G 08 С 15/06, 1974 (прототип).