Адаптивное устройство для телеизмерений

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистичеекик

Республик (ii) 888169 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 030380 (21) 2889956/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано р7,12>1. Бюллетень 1 45

Дата опубликования описания 07.12ф1 (я)м. к,.з

G 08 С 19/28

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.398 (088 ° 8) (72) Автор изобретения

Б. В. Косиков

Институт технической теплоАизики

AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ

Изобретение относится к системам с бора, обработки и передачи данных и может быть использовано при создании автоматизированных систем теле— измерений, требующих сокращения избы— точности передаваемых по каналам связи данных, например автоматизированных систем контроля загрязнения окружающей среды, автоматизированных систем контроля технологических параметров и др.

Известны устройства (1), позволяющие решать задачу сокращения избыточ- ности информации, содержащие датчики, коммутатор, аналого-цифровой пре- 15 обраэователь, устройство образования приращения, магнитное запоминающее . устройство, схему анализа сигнала, блок образования кода знака, анализатор знака, сумматор, вентиль, эле- 20 мент ИЛИ, выходное устройство.

Однако такие устройства при решении задачи сокращения избыточности автоматически выделяют счгнал об экстремальных точках и точках перегиба измеряемых параметров, но не позволяют получать данные об изменении текущего эначенвя измеряемых параметров при одновременном сокращении избыточности информации и не позволя.ат ЗО задавать уровень таких измененйй эа определенный временный интервал, т.е. не отражают динамику процесса при единовременном сокращении избыточности.

Известно также устройство (2 ), соращающее избыточность за. счет фильтрации измеряемых параметров путем усреднения или за счет передачи в канал 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 сигнализации, блоки вызова, блоки связи, датчики временных интервалов, блоки записи на магнитный носитель, блоки отображения данных, элементы И, элементы ИЛИ.

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

888169

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

Недостаток известного устройстваневозможность управления устройством

"сверху", т.е. невозможность измене,ния управляющих программ устройства при обращении к нему по каналам связи. из "центра", что значительно сужает область применения известных устройств в автоматизированных системах полеиэмерений, 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 выхоц.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 (3), Недостатком известного устройства является то, что, измеряя "мгновенные" значения параметров датчиков, устройство передает данные в канал связи по достижению уровня тревожной сигнализации, что сокращает избыточ-. ность информации, передаваемой по каналам связи, однако в "центре" не отражается динамика изменения пара"метров датчиков. При передаче в

"центр" всех "мгновенных" значений параметров датчиков, канал связи значительно перегружается неинформативными данными от датчиков, параметры которых претерпели неэначитель ные изменения или не изменяли своих значений за очередной цикл опроса датчиков. Все это ограничивает функциональные воэможности устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в адаптивное устройство для О телеизмерений, содержащее датчики, выходы которых подключены к соответствующим.первым входам коммутатора, выход которого соединен с первым ь.;одом аналого-цифрового преобразовате15 ля, датчик временных интервалов, выход которого подключен к первому входу блока управления, первый выход которого соединен с вторым входом коммутатора, второй выход блока управлещ ния 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

30 линейного блока, первый выход которого подключен к первому входу блока передачи данных, пятый выход блока

1 управления соединен с вторым входом блока передачи данных, выхоД которо35 го 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

55 первым входом второго блока памяти, одиннадцатый выход блока управления подключен 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 отображе.ния, второй выход .линейного блока ,подключен к первому входу блока прие888169

tO

25 ма 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.

На чертеже приведена функциональ- ная 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 S сдвига, блок 14 записи н блок 15 отображения данных.

Устройство работает следующим образом.

Данные о величинах измеряемых параметров с датчиков 1 в виде сигналов напряжения постоянного тока поочередно 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 вы- Зо борка представляется в виде двоичного кода. Далее каждая выборка в двоичном коде с информационного выхода

АЦП 6 поступает на информационный вход блока 6 памяти и записывается 35 в ячейки памяти.

После окончания цикла измерения и заполнения блока 6 данными об измеряеьых параметрах от всех датчиков.

1 начинается процесс сравнения данных 4() иэ блока 6 с данными, ранее записанными во второй блок 9. Данные одновременно считываются из блока 6 и из блока 9. Сравнение данных происходит в блоке 7 сравнения следующим обра- 45 зом. Сначала определяется разница по абсолютной величине между данными, соответствующими одним и тем же датчикам из блоков 9 и 6, а затем результат сравнивается с значением установки, соответствующей данному датчику, и поступающим из блока 8 уставок.

Если результат сравнения отличается в ту или другую сторону от величины, которая задается блоком 8, то с выхода блока 7 выдается сигнал, который поступает на вход блока 9 и с его помощью в строку, соответствующую данному датчику блока 9, записывается код с выхода блока 6. Одновремен- d0 но в ту же строку дополнительного блока 9 записывается специальный признак ("ФЛАГ") в виде логической единицы. Кроме того, сигнал с выхода блока 7 поступает в линейный блок 11, 5 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 блока 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 напичии сигнала о необходимости установления связи по инициативе устройства в блоке 11 установления связи, этот блок осуществляет связь через канал связи с центром сбора и обработки информации (ЦСОИ) и после окончания процесса установления связи с помощью одного иэ своих выходов, воздействуя на блок 12 передачи данных, подключает его к каналу связи. Одновременно с помощью блока 3 начинается считывание данных иэ 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 иэ регистра 13, последовательным кодом поступает в блок 12, где информация кодируется, модулируется одним из способов модуляции (например частотно-манипулнрованным способом),передается в канал связи и далее 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, содержащих "ФЛАГИ", 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 иэ регистра 13 направляются не в блок 12, а в блок 14 записи на магнитный носитель, а в дальнейшем при восстановлении связи с ЦСОИ информация иэ блока 14 считывается последовательным кодом в регистр 13, а затем через блок 12 передается в канал связи и далее на ЦСОИ. Всякий раэ 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 измеряеьых параметров передает на ЦСОИ

888169 только те данные,. которые претерпели изменение за один цикл измерения, а данные, которые изменялись на величину менее своих уставок, на ЦСОИ переданы не были. В связи с этим на

ЦСОИ, спустя определенное время, будет неизвестно то ли датчики 1 не меняют своих показаний из-эа стабильности измеряемого параметра, то ли они не работоспособны.Для устранения этого недостатка в устройстве предусмотрен режим onроса всех датчиков 1 независимо от наличия "ФЛАГОВ" по инициативе "сверху", т. е. по инициативе ЦСОИ.

Этот режим опроса осуществляется с определенным циклом, длительность которого устанавливает ЭВИ, входящая в состав UCOH. B этом режиме от ЦСОИ на устройство передаются команды и управляющие сигналы (программа работы) для блока 3. Процесс осуществляется следующим образом. ЦСОИ посылает по каналу связи сигналы, которые воспринимаются блоком 11 устройства.

После осуществления связи блок 11 с помощью одного из своих выходов, воздействуя на блок 10, подключает его к каналу связи. Затем блок 10 принимает из какала. связи команды и управляющие 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 последний подает сигнал на блок 11, которий 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 "CJIAГИ" 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 которых было зафиксировано изменение измеряемого параметра на величину, превышающую уставку, в случае установления связи..по инициативе устройства; прием из "центра" информации для задания программы 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 телеиэмерений, повышении его эффективности и эффективности использования каналов связи.

Формула изобретения

Адаптивное устройство для телеизмерений, содержащее датчики,, выходы которых подключены к соответствующим первым входам коммутатора, 15 выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, датчик временных интервалов, выход которого подключен к первому входу блока управления, первый вы2О ход 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, 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

40 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, о-т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него 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 сравнений, выQQ „ход которого соединен с первым вхо-. дом второго блока памяти; одиннадцатый выход блока управления подключен к второму входу второго блока памяти, третий вход которого соединен с выходом первого блока памяти, вы888169

ВНИИПИ Заказ 10729/15 Тираж 694 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная, 4 сод 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 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.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 590802,. кл. G 08 С 19/28, 1978

2. Авторское свидетельство СССР

9 610149, кл. G 08 С 19/12, 1978.

3. Патент Франции 9 2140119, кл. G 08 В 11/00, опублик. 1973

)g (>9oTo<>>) ° с