Устройство для приема информации

 

Изобретение относится к телемеханике и может быть применено в системах диспетчерского управления для накопления информации о развитии аварии. Устройство содержит блок 1 памяти, таймер 2, блоки 3 опроса, шифратор 4, регистры 5-7, счетчик 8, блок 9 фиксации аварии, индикатор 10, канал 11 связи, генератор 12 одиночных импульсов, элемент И 13, элементы 14 и 15 ИЛИ, АЦП 16 и нагрузочные элементы 17 и 18. Устройство фиксирует и накапливает измерения аналоговых величин. При этом измерения, изменяющиеся с большей скоростью, фиксируются с большей частотой. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 08 С 19/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4270402/24-24 (22) 29.06.87 (46) 23.09.89. Вюл. N 35 (71) Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) С.И.Хмельник и В.Н.Нилейкина (53) 621.398 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1201860, кл. С 08 С 19/28, 1985, Авторское свидетельство СССР

М 1363286, кл. С 08 С 19/28, 1987. (54) УСТРойство для пРиемА инфоРмАЦии

ÄÄSUÄÄ 1509969 А1

2 (57) Изобретение относится к телемеханике и может быть применено в системах диспетчерского управления для накопления информации о развитии аварии. Устройство содержит блок 1 памяти, таймер 2, блоки 3 опроса, шифратор 4, регистры 5-7, счетчик 8, блок 9 фиксации аварии, индикатор

10, канал 11 связи, генератор 12 одиночных импульсов, элемент И 13, элементы 14 и 15 ИЛИ, АЦП 16 и нагрузочные элементы 17 и 18. Устройство фиксирует и накапливает измерения аналоговых величин, При этом измерения, изменяющиеся с большей скоростью, фиксируются с большей частотой. 3 ил.

3 1509969

Изобретение относится к области телемеханики и может быть применено в системах диспетчерского управления.

Цель изобретения - повышение информативности устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - схема блока опроса; на фиг.3 - электрическая схема, образуемая диодами и ре- 10 зисторами, входящими в состав устройства.

Устройство содержит блок 1 памяти, таймер 2, блоки 3-k опроса (по числу датчиков), шифратор 4, регистры 15

5-7, счетчик 8, блок 9 фиксации ава рии, индикатор 10, канал 11 связи, генератор 12 одиночных импульсов, элемент И 13, элементы ИЛИ 14 и 15, аналого-цифровой преобразователь 16, нагрузочные элементы 17 и 18. . Блок 3 опроса содержит интегратор

19, элемент 20 задержки, пороговый элемент 21, триггер 22, ключи 23 и

24, элементы И 25 и 26, элементы

ИЛИ 27 и 28, ограничительный элемент

29, элемент 30 дифференцирования, вычитатели 3 1 и 32, разделительные элементы 33 и 34, Рассмотрим функционирование отдельных узлов устройства. Изменяющееся во. времени t входное напряжение

x(t) поступает на первый вход блока

3 опроса..Элемент 30 вычисляет производную dx/dt, которая с его выхода 35 подается на вход вычитателя 31, на другой вход которого при открытом ключе 23 подается напряжение y(t) с выхода интегратора 19. Вычитатель 3 1 вычисляет разность 40

v(t) = a — — py(t), (1)

dx где а и p - -известные коэффициенты.

Эта величина подается на вход интегратора 19. Следовательно, 45

- = v(t). (2)

dt

Таким образом, dy dx

-у =a-— - — ру..

dt dt 50

Если первый ключ 23 закрыт, то уравнение (3) принимает вид

dt с1с (4) y(t) = aux(t) ) где (7) (3) При откуда следует, что 55

y(t) = у(о) +dx(t) — Ых(,), (5) где t, — фиксированный момент времени. В частности, если

y(t,) О, (Ь) 4х(1) = x(t) — х (t ). (Я)

Если первый ключ 23 закрыт, то уравнение (3) принимает вид

dv dx а (..

dt dt - (4) откуда следует, что

y(t) = y(t ) + o(x(t) — 4x(t,), (5) где й, — фиксированный момент времени, В частности, если

y(t,) = О, (6) y(t) =44x(t), (7) где ax(t) = x(t) — x(tp). (8)

Если первый ключ 23 открыт, а коэффициенты Ы и р выбраны таким образом, что

p)) c((9) то уравнение (3) принимает вид

f3 y.. (1О)

Это уравнение имеет единственное и устойчивое решение у=о, (11) т. е. при открытом первом ключе 23 напряжение на выходе интегратора 19 стремится к нулю.

Рассмотрим момент t,, когда практически выполняется условие (11). Если в этот момент первый ключ 23 закрывается, то в соответствии с (6) и (7) напряжение на выходе интегратора 19 принимает значение, пропорциональное изменению входного напряжения за интервал времени

at = t t,. (12)

Таким образом, на выходе интегратора 19 присутствует напряжение

y(t) = o((x (t) — x(t p) ), (1З) где t — последний момент, при котором был открыт первый ключ 23. Соотношения (1) †(3) полностью соответствуют прототипу.

Рассмотрим функционирование схемы, изображенной на фиг.3, для чего обоз" начим:

j „,,i > — токи, протекающие через диоды 34-k и . 3 5-k соот вет ст ве.нно; у — потенциал на k-м входе этой

k схемы.

R» r (14) ток j удовлетворяет соотношению О, еслиу,)Оиу„=а" у ;

1 = О в противном случае.

5 150996

Аналогично, ток i > удовлетворяет соотношению:

) О, если у> сО и у = a"""ó„, (16) 5 противном случае, Таким образом, если на входах рассматриваемой электрической цепи присутствуют потенциалы у, то только через два (максимум) резистора 33 протекают токи: через резистор, под-... ключенный к максимальному положительному потенциалу у, протекает ток i а через резистор, подключенный к минимальному отрицательному потенциалу у, протекает ток

Ь!

Как следует из (13), у„() = o((x >(t) — x(t )) . (17)

Из изложенного следует, что только на двух (максимум) разделительных эле-!О ментах 33 имеется разность потенциалов и, следовательно, только на выходах двух вторых вычитателей 32 имеется напряжение, отличающееся от нуля. Соответственно, на входах только двух 25 пороговых элементов 21 в данный момент времени может присутствовать сигнал,. вызывающий срабатывание этих элементов. В прототипе такой сигнал мог появиться на входах всех пороговых элементов 21 одновременно. Таким образом, частота срабатывания пороговых элементов 2l в предлагаемом устройстве резко снижается (по сравне-,. нию с известным), а срабатывают только те из них, которые соответствуют наи-. большему изменению измерения х, Срабатывание порогового элемента

21 происходит в тот момент, когда напряжение на его входе не меньше неко- 4О торой величины. Это же напряжение присутствует на выходе второго вычитателя 32 и соответствует некоторому на;. пряжению

I7I > У (18) 45 на выходе интегратора 19.

9 6 жение на выходе интегратора 19 становится (как показано выше) нулевым.

После прекращения сигнала на управляющем входе первого ключа 23 он закрывается и напряжение на выходе интегратора 19 вновь изменяется qo

) тех пор, пока не достигнет укаэанной

Итак, срабатывание порогового элемента 21 происходит в тот момент, когда напряжение у на выходе интегра- 5 тора 19 достигает величины, удовлетворяющей соотношению (18) и наиоольшей (по модулю) по сравнению с напряжениями на выходах других интеграторов. В этот момент на выходе порогового элемента 21 возникает прямоугольный импульс, который поступает на управляющий вход первого ключа 23 и открывает его. После этого напрявеличины.

Таким образом, сигнал на выходе порогового элемента 21, входящего в состав блока опроса 3-k, возникает тогда, когда входное напряжение х > за время 4с изменилось на величину (5х I ), у" /cx, и при этом макс

Iax I= тп (4x I.

В этих соотношениях д.;- иах „ изменяются эа время (l2), где t — момент появления предыдущего сигнала на выходе соответствующего порогового элемента 21.

Устройство функционирует следующим образом.

Датчики сигнализации вырабатывают напряжения х, поступающие на первый вход соответствующего блока опроса

З-k.

Количество п этих блоков равно числу датчиков. Все блоки 3 опроса связаны циклической цепью, проходящей через третий вход и второй выход каждого блока 3 опроса и замыкающейся через элемент ИЛИ 15.

По этой цепи циркулирует так называемый сигнал переноса. При этом в каждый блок 3-k опроса сигнал переноса поступает в моменты времени ...t,. t,„.... !! называемые далее моментами опроса.

В этом случае, если между двумя последовательными моментами опроса и t, напряжение х изменилось на

1 ! + I величину (15), то на первом выходе блока 3-k опроса в момент опроса t, I! л!, i+1 возникает сигнал !!". Этот сигнал, свидетельствующий в происшедшем изменении, поступает на обработку в дру." гие узлы устройства. На время этой обработки циркуляция сигнала переноса блокируется блоком З-k, а затем возобновляется. В этом случае, ес-! ли между моментами опроса с и изменения не было, сигнал переноса практически без задержки проходит сквозь блок 3 †. Итак, циркуляция сигнала переноса сопровождается вы, Д дачей сигналов блоками 3-k опроса, связанными с теми датчиками, напря1509969

50 жения на которых изменились на величину (15) между двумя последовательными моментами опроса. Одновременно с

"ь выдачей сигнала 1(на первом выходе блока - опроса 3-k, на третьем выходе этого блока возникает напряжение х .

Рассмотрим, как происходит дальнейшая обработка сигнала "". Вначале он поступает на k-й вход элемента

ИЛИ 14 и на К-й вход шифратора 4, который вырабатывает код номера К.

Этот код записывается в регистр 6 номера датчика. Одновременно па сигналу, прошедшему с k — t-o входа элемента ИЛИ 14 через элемент И 13 на вход таймера 2, в регистр 7 времени с выхода таймера 2 записывается текущее время. Кроме того, в этот же момент напряжение х с третьего выхода блока 3-k опроса преобразуется аналого-цифровым преобразователем

16 в код и записывается в третий регистр 5.

Таким образом, в регистрах 5-7 25 формируется сообщение о некотором переключении, содержащее величину напряжения, номер датчика и время, когда произошло измерение. Это сообщение передается в Ьлок 1 памяти, куда оно записывается по адресу, сформированному в счетчике 8.

Сигнал переноса, пришедший на второй вход очередного блока 3 опроса, l1ocTfllQGT HG Bxogbl 3JleMGHToB З5

И 25 и 26. Если в этот момент триггер

22 находится в состоянии "0, то сигнал переноса через элемент И 26 и элемент ИЛИ 28 попадает на второй выход блока 3 опроса и продолжает 40 свое распространение. Если же в этот момент триггер 22 находится в состоянии "1", то сигнал переноса попадает на второй выход блока 3 опроса через элемент И 25, ограничительный 45 элемент 29 и элемент ИЛИ 26. Одновременно с этим на выходе элемента И 25 и на первом выходе блока опроса 3 п 1с возникает сигнал 1, который обрабатывается так, как описывалось выше.

Элемент 29 задерживает распространение сигнала переноса на время этой обработки. г Ь

Кроме того, сигнал Г поступает на вход второго ключа 24 блока 3-k onpo55 са. В результате на третьем выходе этого блока и на входе аналого-цифрового преобразователя 16 появляется нанапряжение с выхода 1с-го датчика. Пе-. редача с выхода аналого-цифрового преобразователя 16 описывалась выше.

Следующий ввод входного напряжения произойдет после того, как это напряжение вновь изменится на величину (15). Таким образом, входное напряжение вводится в Ьлок 1 памяти только при существенном изменении его величины (вне зависимости от знака изме.— нения). Тем самым исключается необходимость в периодическом вводе напряжения, слаЬо изменяющегося во времени, а частота ввода резко изменяющегося напряжения увеличивается.

Счетчик Б адреса вычисляет сумму количества поступающих на его вход импульсов, которая и является адресом очередного сообщения в блоке 1 памяти 1. Эта сумма вычисляется по модулю Им„,, где М а„ вЂ” максимальное количество сообщений, размещаемыхв блоке 1 памяти. Таким образом, блок 1 памяти функционирует по принципу стека: вновь поступившее сообщение вытесняет из памяти самое старое из хранимых там сообщений.

Сигнал на счетный вход счетчика

8 адреса поступает с выхода элемента И 13, т.е. адрес очередного сообщения формируется во время. возникновения очередного сигнала.

Сигнал с выхода элемента И 13 поступает также и на вход блока 9 фиксации аварии, благодаря чему его состояние изменяется одновременно с измерением.

Генератор 12 одиночных импульсов служит для запуска устройства. При его включении импульс на выходе генератор 12 обнуляет счетчик 8 и блок 9 фиксации аварии, устанавливает в начальное состояние блоки 3 опроса и формирует на выходе элемента ИЛИ 15 стартовый сигнал переноса.

Блок 9 фиксации аварии путем анализа среднего периода поступления сигналов измерения изменившихся напряжений определяет момент начала аварии,а затем через некоторое время вырабатывает сигнал завершения аварии.

Сигнал завершения аварии с выхода

Ьлока 9 поступает (в виде сигнала

"0") на входы элемента И 13 и индикатора 10. Этим завершается работа устройства (поскольку элемент И 13 перестает вырабатывать сигналы, запускающие счетчик 8, управляющий бло9 1509. 36 ком 1 памяти, о чем диспетчер может судить по состоянию индикатора 10.

Формула изобретения

Устройство для приема информации, содержащее блоки опроса, объединенные вход элемента дифференцирования и первый вход первого ключа в каждом из10 которых являются информационным входом устройства, выход элемента дифференцирования в каждом блоке onроса соединен с первым входом первого вычитателя, выход которого через 15 интегратор подключен к первому входу второго ключа, выход которого соединен с вторым входом первого вычитателя, второй вход второго ключа объединен с первым входом триггера и соединен с выходом порогового элемента, первый и второй выходы триггера подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И, выход второго элемента И соединен с первым входом первого элемент ИЛИ, выход первого элемента И через элемент задержки подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и непосредственно к второму входу 30 первого ключа и первому входу второго элемента ИЛИ,выход которого соединен с вторым входом триггера, выходы первых элементов И всех блаков опроса соединены с соответствующими входами шифратора и первого элемента

ИЛИ, генератор одиночных импульсов, выход которого подключен к первым входам счетчика, блока фиксации аварии второго элемента ИЛИ и вторым 40 входам вторых элементов ИЛИ всех блоков опроса, аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к входу первого регистра, таймер, выход которого и выход шифратора сое- 4 динены с входами соответственно второго и третьего регистров, выходы первого, второго и третьего регистров подключены к информационным входам блока памяти, выход которого сое- 50

1О динен с каналом связи, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу элемента И, выход которого соединен с входом таймера и вторыми входами счетчика и блока фиксации аварии, выход которого подключен к входу индикатора и второму входу элемента

И, выходысчетчика соединены с управляющими входами блока памяти, выход второго элемента ИЛИ подключен к объединенным вторым входам первого и второго элементов И первого Ьлока опроса, выход первого элемента ИЛИ каждого предыдущего блока опроса соединен с объединенными вторыми входами первого и второго элементов

И каждого последующего блока опроса, выход первого элемента ИЛИ последнего блока опроса подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, выход первого ключа каждого блока опроса соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены первый и второй нагрузочные элементы и в каждый блок опроса второй вычитатель, ограничительный элемент и первый и второй разделительные элементы, выход интегратора в каждсм блоке опроса подключен к первому входу второго вычитателя и первому выводу ограничительного элемента, второй вывод которого соединен с вторым входом второго вычитателя и объединенными входом и выходом соответственно перпервого и второго разделительных эл ментов, выход второго вычитателя подключен к входу порогового элем нта, первый вывод первого нагрузочного элемента соединен с входами вторых разделительных элементов всех блоков опроса, первый вывод второго на;рузочного элемента соединен с выходами первых разделительных элементов всех Ьлоков опроса, вторые выводы первого и второго нагрузочных элементов подключены к шине нулевого потенциала.

1509969

Подписное

Тираж 518

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1:13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г ° Ужгород, ул. Гагарина,101

Редактор 8. Бугренкова

Заказ 5817/50

Составитель 3. Низамутдинова

Техред А.Кравчук Корректор Н Король