Устройство для вычисления давления в узле трубопроводной системы

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В УЗЛЕ ТРУБОПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ, содержащее блоки суммирования , отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия , в устройство дополнительно введены блоки вычисления потоков, каждый из которых состоит из трех элементов И, элемента ИЛИ и одноразрядного сумматора, выход одноразрядного сумматора в каждом блоке вычисления потоков подключен к первому входу элемента ИЛИ этого блока, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И своего блока, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И этого же блока, первый, второй, и третий выходы каждого блока суммирования , кроме последнего, соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами последующего блока суммирования, третий выход каждого блока суммирования подключен к первому входу третьегоэлемейта И одноименного блока вычисления потоков, четвертый выход каждого блока суммирования создинен с вторым входом второго элемента И одноименного блока вычисления потока, пятый выход каждого блока суммирования подключен к второму входу элемента ИЛИ предьщущего блока вычисления потоков, выход элемента ИЛИ каждого блока вычисления потоков соединен с четвертым входом последующего блока суммирования, выходу первого и третьего элементов И всех блоков вычисления потоков являются выходами давления в участках узла трубопроводной сети устройства, установочные входы всех блоков суммирования выходами объединены и подключены к установочной группе выходов устройства, информационная группа входов каждого блока суммировдния является соответствующей группой ин- , формационных входов устройства. . 2. Устройство по n,t, отличающееся тем, что блок суммиро4 вания содержит восемь сумматоров, элементы И, ИЛИ и переключатели« приСЬ чем входы первого сумматора являются группой информационных входов блока выходы переполнения первого сумматора подключены к группе входов второго сумматора, вход которого является третьим входом блока, выходы переполнения второго сумматора подключены к группе входов третьего сумматора , вход которого является вторым входом блока, выход переполнений третьего сумматора соединен с первым входом четвертого сумматора, второй

ООЮЭ СОВЕТСКИХ

И4

РЕСПУБЛИК (19) (11) SU (Я)4 G 06 F 15/20

ГОСУДАРСТВЕННый КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВСЕСОЮЗНАЯ

+ggqq(:gyp((,"., "д 1 (21) 3609671/24-24 (22) 15.04.83 (46) 30.07. 85. Бюл. Ф 28 (72) М.Н.Кулик, А.И.Стасюк, В.С.Мазурчук, А.Б.Бабич, В.П.Чмут и А.А.Чемерис (71) Институт проблем моделирования в энергетике AH УССР и Киевский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 748419, кл. С 06 F 15/36, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 762009, кл. С 06 F 15/36, 1980. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В УЗЛЕ ТРУБОПРОВОДНОЙ

СИСТЕМЫ, содержащее блоки суммирования, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыиения быстродействия, в устройство дополнительно введены блоки вычисления потоков, каждый из которых состоит из трех элементов-И, элемента ИЛИ и одноразрядного сумматора, выход одно-: разрядного сумматора в каждом блоке вычисления потоков подключен к первому входу элемента ИЛИ этого блока, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И своего блока, вторей вход которого подключен к выходу:второго элемента

И этого же блока, первый, второй, и третий выходы каждого блока суммирования, кроме последнего, соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами последующего блока суммирования, третий выход каждого блока суммирования подключен к первому входу третьего элемента И одноименного блока вычисления потоков, четвертый выход каждого блока суммирования соединен с вторым входом второго элемента И одноименного блока вычисления потока, пятый выход каждо- го блока суммирования подключен к второму входу элемента ИЛИ предыдущего блока вычисления потоков, выход элемента ИЛИ каждого блока вычисления потоков соединен с четвертым входом последующего блока суммирования, вы" ходы первого и третьего элементов И всех блоков вычисления потоков яв- I ляются выходами давления в участках узла трубопроводной сети устройства, установочные входы всех блоков суммирования выходами объединены и подключены к установочной группе выходов устройства, информационная группа входов каждого блока сумммрования является соответствующей группой информационных входов устройства.

2. Устройство по п.1, р т л и ч аю щ е е с я тем, что блок суммирования содержит восемь сумматоров, элементы И, ИЛИ и переключатели, при- чем входы первого сумматора являются группой информационных входов блока, выходы переполнения первого сумматора подключены к группе входов второго сумматора, вход которого является третьим входом блока, выходы переполнения второго сумматора подключены к группе входов третьего сумматора, вход которого является вторым входом блока, выход переполнения третьего сумматора соединен с первым входом четвертого сумматора, второй

1170460 вход которого является первым входом блока, выход переполнения четвертого сумматора является четвертым выходом блока, выход первого сумматора соединен с первым входом пятого сумматора, выход переполнения которого соединен с первым входом шестого сумматора, выход переполнения которого соединен с первым входом седьмого сумматора, выход переполнения которого подключен к первому входу восьмого сумматора, выход переполнения которого является пятым выходом блока, вторые входы пятого, шестого, седьмого и восьмого сумматоров объединены, соединены с управляющим входом первого элемента И и подключены к четвертому входу блока, выходы второго, третьего и четвертого сумматоров соединены соответственно с третьими входами шестого, седьмого и восьмого сумматоров, третий вход первого сум- матора соединен с выходом первого переключателя, управляющий вход которого соединен с управляющими вхо-. дами второго, третьего и четвертого переключателей и является четвертым входом блока, информационный вход четвертого переключателя соединен с первым информационным входом третьего переключателя и подключен к первому установочному входу блока, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено в качестве спецпроцессора в комплексе с цифровой вычислительной ма.шиной или в качестве элемента вы- 5 числительной сети для моделирования установившихся процессов в трубопроводных системах.

Цель изобретения — повышение быстродействия. I0

На фиг.1 изображена схема устрой-, ства для вычисления давления в узле трубопроводной системы; на фиг.2 — блоки суммирования; на фиг.З вЂ” блок вычисления потоков.

Устройство содержит блоки 1 суммирования блоки 2 вычисления потоУ

) I ков, первую 3, вторую 4, третью 5, второй установочный вход которого соединен с вторым информациоьным входом третьего переключателя и с первым информационным входом второго переключателя, второй информационный вход которого соединен с информационным входом первого переключателя и подключен к третьему установочному входу блока, установочные входы блока соединены соответственно с первыми информационными входами второго, третьего и четвертого элементов И, вторые информационные входы которых подключены к выходам соответственно второго, третьего и четвертого сумматоров,выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ и подключен к управляющему входу первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и подключен к управляющему входу четвертого элемента И, выход которого соединен с третьим входом элемента

ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами переключателей, выходы пятого, шестого и седьмого сумматоров являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока, выход восьмого сумматора является шестым выходом блока.

3 i ) четвертую 6, пятую 7, шестую 8 и

1 седьмую 9 входные шины и выходные шины 10 и 10 (j =1,2, °...n 1 =1,2,".

"-n9. Схема приведена для частного случая, когда и =6, In =3.

Блоки 1 суммирования (фиг.2) выполнены, например, в виде (ю+1)-разрядного сумматора .11, устройства 12 регистрации сигнала удвоения, устройства 13 удвоения и (m+1)-разрядного управляемого сумматора 14, причем (In+1)-разрядный сумматор 11 выполнен, например, из одноразрядных сумматоров 15-18, охваченных шиной переноса, устройство 12 сигнала удвоения содержит элементы И 19 и

20 и элемент ИЛИ 21, устройство удвоения содержит одноразрядные пе3 1170460 4 реключатели 22 и 23, а (ш+1)-разряд- Записывают выражение (2) в раэверный управляемый сумматор 14 содер- нутом виде при и 4, tn =2 и значении жит одноразрядные сумматоры 24, охва- г, равном трем. ченные шиной переноса.

Блок 2 вычисления потоков (фиг.3) выполнен, например, в виде сумматора

25 по модулю два, трех элементов И

26-28 и элемента ИЛИ 29.

Работу устройства для моделирования узла трубопроводной системы по- 10 ясняют на конкретном примере.

Каждый к-й узел трубопроводной сети описывается выражением (3)1

Обозначим в выражении {3) следую щие разрядные векторы:

Ф 4

iv ю а

° г= О г г ч.ч ч

< Е 2 Е. р - Г- Ц „- О и (2) где

r 40 — разрядные векторы, представляющие собой разрядное изображение (у е)

Е»», О», О соответ» 45 ственно;

0= когда:

1=1,ЕИ.1, ЧС3 О

Устройство работает. следующим образом.

На перву1о 3, вторую 4, третью 5, четвертую 6, пятую T и шестую 8 входные шины подаются соответственно ч ч значения q< ° (fe . с — разрядные матрицы, представляющие собой разрядное иэображение г при

6=4 Ф =2

Ч

Г= и 2 ) h °

Ц,* Я, Cfi " Ч, " Р|,г

1 ч 1 2 \ и

Ж1= Ч2 Ч2

П вЂ” разрядность представленчя значений cp E О„

Ж вЂ” разрядность представления которая выбирается из условия tn log Г .

1 . ч 1 1 е

qg= ь qg" ч6 "Ч

Р где Е„ — отбор (расход) в 1 -м узле трубопроводной сети

U» — давление в к-м узле трубопроводной сети

20 е — величина, связанная с потоком в .е-й ветви, инцендентной к-ому узлу трубопроводной сети, 1 — величина, принимающая целочисленное значение, равное количеству ветвей, инцендентных к-му узлу.

Представляем выражение (1) в разрядной форме в следующем виде

v

Каждый 1 -й разряд 9< искомого вектора ц „ определяется но выражению d) 1 при 161 О, (4) где 1 — значение переноса из старшего разряда вектора, определяемого по выражению

vD3<0) v (Й v(<1 ч ц1

q =4 > „" 1 . "C3-0, (1- 1ч <31 ° ®

С(-ГБ )Р1р; (11

Š— величина, принимающая значенйя

<1 2 < " Ф -1;

Е 2- З ) при )<3 )0 (6)

) 1170460

Ф ю а на. (+1)-ю входную шину 9 пода ч < г 3ЪЪ ь ется значение Г

5 после чего в устройстве протекает гереходной процесс. После окончания переходного процесса в схеме в первом блоке 1 суммирования реализуется первая строка выражения (5), благодаря чему на его выходе образуется значениеч "= 1- Е, поступающее на первый вход второго блока 1 суммирования, а на втором выходе переноса первого блока 1 суммирования по выражению (4) образуется значение старшего разряда О», поступающее через третий вход и.первый выход блока 2 вычисления потоков на первый разряд ю выходной шины 10. Во втором блоке 1 .суммирования реализуется вторая строка. выражения (5), Hà его выходе т образуется значение ц, а на втором выходе переноса старшего разряда в

25 соответствии с (4) — соответственно значение второго разряда U» которое через второй вход и первый выход второго блока вычисления потоков поступает на второй разряд выходной

I шины 10. аналогично в каждом ) -м блоке 1 суммирования моделируется -я строка выражения (5), а на втором выходе переноса старшего -ro разряда 1 -го блока 1 суммирования по выражению (4) образуется ) -е 35 значение искомой величины, которое через j -й блок вычисления поI токов поступает на ) -Ф разряд выход- . ной шины 10. Если на втором выходе переноса 1 -ro блока 1 суммирова- 40

1 ния и соответственно 1 -м разряде выходной шины 10е значение 0» =О, 3 а на третьем выходе переноса (j+1)-го блока 1 суммирования образовался единичный сигнал, т.е. сформирова-, 45 лось единичное значение переносал 1 (I+>) из старшего разряда векторами, об разовавшегося на выходе (я+1)-разрядного сумматора 11 по выражению

1 (7), то он через третий вход -ro 50 блока 2 вычисления потоков поступд3 ет на 1 -й разряд выходной шины г0.

Благодаря этому U =1, и вычислительный процесс продолжается аналогично описанному.

Если на втором выходе ) -го блока 1 суммирования и соответственно -ом разряде выходной шины „ =1, а на выходе (я+1)-разрядного сумматора 11 (+1)-го блока 1 суммироv вания значение вектора 5 1 " равное. Ь 4 " = » 11 2 1 1 " 1 больше или равно удвоенному вектору -, т.е.выполняется HepaaeHcTBO G 1g2(I.E 1) (критерием выполнения которого является равенство единице P-го разряда (P=1,2 „..) вектора > и (Р-1)У(1 11 го вектора Ф тогда на выходе

) устройства 12 регистрации сигнала удвоения и соответственно первом выходе старшего разряда (1+1)-го блока

1 суммирования образуется единичный сигнал, поступающий на устройство 13 удвоения этого же блока 1 суммирова\ ния и на первый вход (1+1)-го блока вычисления потоков. Благодаря э-ому

Т значение г в устройстве 13 удвоения ()+1)-го блока 1 суммирования сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов, и соответственно выражение (5) реализуется в нем с удвоv енным вектором 21 . Если в результате этого на втором выходе старшего

I разряда (1 +1)-го блока 1 суммирования образуется единица, то она через второй вход и второй выход () +1)го блока 2 вычисления потоков поступает на второй вход 10 1 -го раэМ ряда выходной шины. При этом значение

О» =1, U „=1, à U» =О, и вычислитель3 ный процесс продолжается аналогично описанному. Если на втором выходе старшего разряда (j+1)-го блока 1 суммирования образовался нулевой сигнал, тогда на выходе (j +1)-ro блока

2 вычисления потоков образуется единица, т.е. в этом случае 9» =1,jJ „=О, 1

Ц»=1, и вычисление продолжается в соответствии с выражениями (4) — (6).

3 170460

1170460 (1)

М (М

Составитель А.Колчин

Редактор Е.Копча Техред А.Бабинец Корректор Л.Бескид

Заказ 4705/46 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4