Устройство регистрации и передачи информации для сосредоточенных объектов

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»732959

« г (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 27,1077 (21) 2537239/18-24 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 0g0g80 Бюллетень Мо 17 (51)М. Кл.

G 08 С 19/15

G F 1/00 (53) УДК б 21. 39 8 (088.8) Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 0505.80 (72) Автор изобретения

В,Е. Щербина

Октябрьский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности (71) Заявитель (54) УCTPOACTBO РЕГИСТРАЦИИ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

ДЛЯ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к телеме ханике и может найти применение, в частности, в системах сбора и обработки телеинформации с технологических объектов нефтедобычи.

Известно устройство телеизмерения для объектов нефтедобычи, содержащее блоки измерения с встроенными измерителями расходов, блоки промежуточной памяти, регистр, генератор тактовых импульсов, форми— рователи импульсов, формирователь адреса объекта, регистраторы, счетчик времени, элемент ИЛИ, блок раз— решения, формирователь заявки, передатчик, приемник, модулятор,распределитель опроса, блок кодирования, блок управления и вычислительный блок (1) .

Однако у ст рой ство обл адает кон структивной сложностью, так как для каждого расходомера требуется вторичный прибор, и как следствие это. го — сравнительно невысокой надежностью, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство регистрации и передачи информации для сосредоточенных объектов, содержащее датчики ðàñõîда, выходы которых через соответ— ствующие усилители подключены к первым входам элементов И группы, вторые входы которых и первый вход индикатора соединены с первым входом первого регистра опроса,,выходы группы элементов И подключены соот— ветственно к входам блоков набора коэффициентов и к входам блока задания операций, элементы ИЛИ,и преобразователь сигнала, выход которого соединен с блоком сигнализации, выходы блоков набора коэффициентов подключены ко входам двоичного сумматора, выходы которого соединены с входами первого преобразователя кода, управляющий вход которого совместно с управляющими входами второго преобразователя кода и индикатора соединены с выходами триггера знака, входами соединенного с прямым и инверсным выходами блока задания операций, второй вход индикатора и первый вход десятичного счетчика соединены с первым выходом двоичного счетчика, второй выход которого и второй выход первого регистра опроса подключены к входам

732959 триггера разрешения, выход триггера разрешения соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератоРа импульсов сдвига, выход нлагомера через преобразователь соединен со вторым входом десятичного счетчика, выход которого через блок памяти подключен к третьему входу индикатора, выходы датчика времени соединены с входом первого регистра опроса, первыми входами -.Ðèããåpa, второго элемента И и буферного регистра, выход которого через шифратор и регистратор подключен к входу приемника и канала связи, выход приемника соединен со вторым входом триггера, выход которого подключен ко второму входу второго элемента И, выход второго элемента И через второй регистр опроса соединен со вторым входом буферного регистра (2).

Данное устройство имеет ограниченные функциональные возможности,не обеспечивает измерение более трех жидкостных потоков, не позволяет реализовать операции сложения и вычитания показаний расходомеров в любой последовательности и передачу реэультатон измерений на диспетчерский пункт °

Бель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства и повышение его надежности, Поставленная цель достигается тем, что н устройство введены делитель импульсов, трехраэрядный десятичный счетчик, элемент ИЛИ-НЕ и буферный накопитель, входы которого соединены с выходами первого преобразователя кода и элемента

ИЛИ-HE и нторым выходом первого регистра опроса, вход элемента

ИЛИ-HE соединен с выходом блока задания операций, прямой и инверсный выходы буферного накопителя соединены с входами второго преобразователя кода, выход которого соединен с управляющим входом двоичного сумматора, инверсный выход буферногО накопителя соединен с первым входом двоичного счетчика, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход блока памяти соединен с третьим входом буферного регистра, выход элемента

ИЛИ через делитель импульсов соединен с первым входом трехразрядного десятичного счетчика, второй вход которого соединен с одним иэ выхо. дов датчика времени, выход трехраэрядного десятичного счетчика соединен с четвертым входом индикатора.

На чертеже схематически изобра,жено предлагаемое устройство.

Устройство содержит датчики

11 -1п Расхода, усилители 2 -2,, îóïïó элементов И 3 -3„, блоки 44

tQ

4 набора коэффициентов, двоичный сумматор 5, преобразователь 6 кода, буферный накопитель 7, преобразователь 8 кода, регистр 9 опроса, блок 10 задания операций, триггер

11 знака, элемент ИЛИ-HE 12, двоичный счетчик 13, триггер 14 разрешения, генератор 15 импульсов сдвига, элемент И 16, индикатор 17, блок

18 памяти, десятичный счетчик 19, преобразователь 20, влагомер 21,элемент ИЛИ 22, делитель 23 импульсов, трехразрядный десятичный счетчик

24, регистратор 25, шифратор 26,преобразователь 27 сигнала, блок 28 сигнализации, канал 29 связи, приемник 30, триггер 31, элемент И 32, регистр 33 опроса, буферный регистр

34, датчик 35 времени, Устройство работает следующим образом, Сигналы с датчикон 1 -1nрасхода поступают на усилители 2 -2р,Раз— берем вариант устройства, обеспечивающего подключение какого-либо числа, например 10-ти датчиков. Сигналы с ныходов усилителей соответст— венно поступают на первые входы элементов И 31-3, На вторые входЫ этих элементов поступают сигналы периодического последовательного опроса с первого регистра 9 опроса, Если длительность импульса опроса одного датчика -с рав".а 1 с, то частота опроса отдельного датчика

0,1 Гц, С выходов элементов И 3 -Зп сигналы поступают на блоки 4 -4„, набора коэффициентов, Каждая группа переключателей состоит в нашем случае из 10-ти тумблеров, соответствующих двоичным кодам 2О, 2, 2, 2Э 24 2 э26 2 г 2 в2ч (или десятичным цифрам 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128(256, 512) .

На выходе группы переключателей блока 4 -4„набора коэффициентов каждый поступающий импульс с опрошенного датчика кодируется двоичными числами, Максимальное число, задаваемое группой переключателей, равно 1023 (2 О -1), Эти импульсы поступают на входы двоичного сумматора 5 в параллельном коде и суммируютсяя с част отой f поступающего сигнала датчика, что равносильно умножению (датчика на К тарировки (7„„) . Через время, равное (1 с) ко входу двоичного сумматора 5 подключается следующий датчик ° B процессе суммирования результаты поступают через преобразователь 6 кода в буферный накопитель 7, где накапливаются. В дальнейшем накоплен.ная сумма импульсов из буферного накопителя 7 в виде двоичного числа переписывается в параллельном обратном коде на двоичный счетчик

13 ежесекундно. Время работы блоков (опрос и обработка) задается датчи732959

+ 00100110» К1

00 100 110 1 1 Результат запоминается в буферном накопителе 7:

0010011011 — содержимое буферного накопителя 7

0010011011 — Kl

0100110110 — запоминается в буферном накопителе 7

0 100 110 110

00 100 11011 — K l

0111010001 — запоминается в буферном накопителе 7

0111010001

0010011011 — Kl

1001101100 — запоминается в буферном накопителе 7

° ° Ф ° ° 4 ° ° ° \ и т,д, ком 35 времени. После перезаписи с генератора 15 импульсов сдвига через элемент И 16, который получает сигнал через триггер 14 разрешения, зanyскаемый двоичным счетчиком 13 и датчиком 35 времени, импульсы поступают на суммирующий вход двоичного счетчика 13. Поступление импульсов происходит до заполнения двоичного счетчика 13.

Одновременно эти же импульсы поступают на счетный вход десятичного счетчика 19, коэффициент пересчета которого устанавливается в зависимости от сигнала влагосодержания общего измеряемого потока от влагомера 21 через преобразователь 20 .

С последней декады десятичного счетчика 19 импульсы поступают на блок 18 памяти. Накопленные данные с блока 18 памяти поступают на индикатор 17, чем регистрируются показания расхода без учета пластовой воды. На индикатор 17 поступают также импульсы с выхода двоичного счетчика 13, чем обеспечивается регистрация общего потока.

На индикацию выводятся номер опрашиваемого датчика в данный момент, мгновенный расход в процентах от максимального и режим работы двоичнoro сумматора 5 по отдель— нору датчику, т.е. суммируются или вычитаются поступающие импульсы с конкретного датчика. Рассмотрим реализацию этих операций в устройстве. При формировании индикации мгновенного расхода сигналы с выхода элемента ИЛИ 22 поступают на вход делителя 23 импульсов. С выхода делителя 23 импульсов импульсы поступают на вход трехразрядного десятичного счетчика 24. К концу опроса одного датчика на счетчике 24 накапливается 3-х разрядное десятичное число, численно равное проценту

Количество тактов сложения численно равно частоте поступления имот максимального расхода. С выходов

:этого счетчика сигналы поступают на индикатор 17.

Выше был описан режим, где импульсы со всех датчиков суммировались. В блоке предусмотрена также воэможность подключения любых датчиков в режим вычитания из общей суммы, т.е. импульсы с одних датчиков суьпшруются, а импульсы с остальныхвычитаются из первоначальной суммы, Режим работы устройства по каждому из датчиков можно установить на вычитание и на сложение при помощи

5J1oKa 10 задания операций. Предцоложим, что первые восемь датчиков с 1-го по 8-ой включены в режим. суммирования, а 9 и 10 датчики — в режим вычитания. При опросе 1-го датчика первый импульс через блок 10 задания операций поступает на триг20 rep 11 знака и устанавливает его в состояние l . С прямого выхсда этого триггера потенциал 1 поступает на выходы преобразователей б и 8 кодов. Этим обеспечивается прохождение прямого кода суммы с двоичного сумматора 5 на буферный накопитель 7, которая запоминается на один такт. С выхода буферного накопителя 7 сигнал суммы через преобразователь 8 кода поступает на один из входов двоичного сумматора

5. Операция переноса сигнала суммы буферного накопителя 7 обеспечивается сигналами от блока 10 задания операции через элемент ИЛИ-HE

12. Пусть коэффициент, набранный на первом блоке 4 набора коэффициентов, равен К1=00 100 110 11. В начальный момент во всех ячейках буферного накопителя 7 записаны нули

40 0, т.е. 0000000000. С приходом первого импульса с первого датчи-. ка содержимое буферного накопителя

7 суммируется с коэффициентом Kl: пульсов. Таким же образом складываются импульсы с остальных датчиков

732959 инверсный код числа A

К9 и н в ерсный код ре 3 ул ьт ат à (одержи мое двоичного сумматора 5) .

0011001101

1100110010 перезапись в буферный накопитель 7

К9 содержимое двоичного сумматора 5 перезапись в буферный накопитель 7

0011001110

1100110001

К9

001 100 l l l l

1100110000 перезапись в буферный накопитель 7 .

35 номера светят ся . Номер опрашив аемо- 49

55 бО

П и достижении опроса 9-гб датчика первый импульс через блок 10 задания операций переводит триггер

1l в другое положение 0 . При этом сигнал 1 поступает с ин версного выхода g" " на входы преобразователей 6 и 8 кодов. Теперь на вход буферного накопителя 7 поступает инверсный код суммы с выхода двоичного сумматора 5, а на один из входов двоичного сумматора, - инверсный код содержимого буферного накопителя 7. Суммирование

1 такт - 1100110011 = 00 11001100

0000000001 +0000000001

2 такт — 1100110010 = 0011001101

0000000001 +0000000001

3 такт - 1100110001 = 0011001110

0000000001 +0000000001

Таким же образом с общей суммы вычитаются импульсы, поступающие и с 10-го датчика.

Для определения номера работающего датчика сигналы с выхода каждого датчика поступают через преобраэователь 27 сигнала на блок 28 сигнализации. При наличии переменного напряжен и я с выходов дат чи ков го датчика высвечивается блоком 17 индикации, куда поступают си гн алы с регистра 9 опроса. Для вывода и регистрации н ако плен ной и н формации и состояния в момент выдачи на перфоленту в буферный регистр 34 записывается следующая информация с блока 18 памяти: время„ режим (суммирование или вычитание) каждого из. датчиковр общее количество перекаченной жидкости; количество перекаченной нефти. Опрос буферного регистра 34, выдача на перфорацию регистратор 25, или в канал 29 связи 29 производится периодически с поступлением сйгнала регистрация с датчика 35 времени. При поступлении сигнала регистрация триггер 31 устанавливается в состояние 1 и разрешает поступление импульсов сдвига с датчика 35 времени. Эти импульсы через элемент

И 32 поступают на регистр 33 опроса tс выхода которого позиционные импульсы опрашивают буферный регистр 34. Содержимое буферного ре)импульсов, поступающих с 9-го дат чика, производится в инверсном коде, что равносильно сложению инверсного кода, вычитаемого с прямым кодом вычитателя, с последующим инвертированием результата:

A-B = A + B = — (A + В) (A+B) °

Пусть к моменту опроса 9-го датчика в блоке 18 промежуточной памяти накопилось число 1100110011, а коэффициент, набранный для 9-го датчика, К9 = 0000000001. гистра 34 преобразуется с двоичнодесятичного кода в машинный код в шифраторе 26 и поступает на регистратор 25, где происходит перфорация информации. Одновременно информация с выхода регистратора 25 поступает в канал 29 связи.

Регистрация и йередача информации может производиться и по запросу с диспетчерского пункта. Сигнал запроса принимается приемником 30, который воздействует на триггер 31, чем обеспечивается реализация процесса. В дальнейшем процесс опроса, обработки и регистрации измерительной информации производится по команде от датчика 35 времени . Оператор также имеет возможность произвести регистрацию информации .

Система дает возможность увеличить количество подключаемых датчиков расхода, В этом случае потребуется подключение дополнительных усилителей с элементами И и блоков набора коэффициентов без изменения остальных узлов.

Использование новых элементов дает возможность подключения к этому устройству целого ряда технологических аппаратов, входящих в сенарационный узел подготовки нефти.

Выбранная реализация обработки позволяет подключать датчики расхода в любой последовательности, что сни- жает затраты на технологическую обвязку расходомеров. Количество

732959

10 подключаемых датчиков может охватить все практически существенные типоразмеры сепарационных узлов без изменения конструктивного решения по самому устройству. Применение данного устройства решает вопрос автоматизации получения информации с объектов подготовки нефти при внедрении автоматизированной системы управления технологическими процессами.

Формула изобретения устройство регистрации и передачи информации для сосредоточенных объектов, содержащее датчики расхода, выходы которых через соответствующие усилители подключены к первым входам элементов И группы, вторые входы которых и первый вход индикатора соединены с первым входом первого регистра опроса, выходы группы элементов И подключены соответственно к входам блоков набора коэффициентов и к входам блока задания операций, элементы ИЛИ и преобразователь сигнала, выход которого соединен с блоком сигнализации, выходы блоков. набора коэффициентов подключены к входам двоичного сумматора, выходы которого соединены с входами первого преобразователя кода, управляющий вход которого совместно с управляющими входами второго преобразователя кода и индикатора соединены с выходами триггера знака, входами соединенного с прямым и инверсным выходами блока задания операций, второй вход ингикатора и первый вход десятичного счетчика соединены с первым выходом двоичного счетчика, второй выход которого и второй выход первого регистра опроса подключены к входам триггера разрешения, выход триггера разрешения соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов сдвига, выход влагомера через преобразователь соединен со вторым входом десятичного счетчика, выход ко4О дов датчика времени, выход трехразрядного десятичного счетчика соединен с четвертым входом индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 435553, кл. 08 С 19/28, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9 434267, кл. G 01 F 1/00, 1970 (прототип) .

10 !

-.îðoãо через блок памяти подключен к третьему входу индикатора, вь ходы датчика времени соединены с входом первого регистра опроса, первыми входами триггера, второго элемента

И и буферного регистра, выход которого через шифратор и регистратор подключен к входу приемника и канала связи, выход приемника соединен со вторым входом триггера, выход которого подключен ко второму входу второго элемента И, выход второго элемента И через второй регистр оп— роса соединен со вторым входом буферного регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей и повышения надежности устройства, в него введены делитель импульсов, трехразрядный десятичный счетчик, элемент ИЛИ-HE и буферный накопитель, входы которого соединены с выходами первого преобразователя кода и элемента ИЛИ-НЕ и вторым выходом первого регистра опроса, вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом блока задания операций, прямой и инверсный выходы буферного накопителя соединены с входами второго преобразователя кода, выход которого соединен с управляющим входом двоичного сумматора, инверсный выход буферного накопителя соединен с первым входом двоичного счетчика, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход блока памяти соединен с третьим входом буферного регистра, выход элемента

ИЛИ через делитель импульсов соединен с первым входом трехразрядного десятичного счетчика, второй вход которого соединен с одним иэ выхо7 32959

Заказ 1558/12 Тираж 6 82

БНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035 i Москва, Ж-35 „Раушская наб., д. 4/5

Подпи сн ое

Филиал ППП Патент, r, ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Кузнецов

Редактор В. Зарванская Техред М,Петко Корректор И ° 8игула