RU1796907C - Многоканальное устройство дл регистрации и индикации аварийных ситуаций - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  записи, хранени  и регистрации аварийных CMtyamifl в сложных системах.

Известно устройство записи и регистрации аварийных ситуаций в энергосистемах типа Регистр, содержащее таймер, блок индикации и регистрации данных, двоичный счетчик номера канала, кодовые выходы которого соединены с адресными входами ко- доуправл емого аналогового коммутатора, оперативное запоминающее устройство, RS-триггер, и формирователь кода адреса, схему блокировки входов, цифропечатаю- щее устройство и устройство управлени .

Также известно устройство регистрации контролирующих объектов;, содержащее несколько идентичных каналов, в каждом из которых последовательно соединены измерительный преобразователь, ИП схема предварительной обработки сигнала СПОС и аналого-цифровой преобразователь АЦП.

Кроме того, в устройстве имеетс  довольно сложный шифратор кода, с помощью которого вырабатываетс  код объекта, вышедшего из стро . При обслуживании 256 (1024) объектов это устройство должно содержать 256 (1024) АЦП, СПОС и т.д., т.е. оно будет очень дорогим и надежным. По совокупности существенных признаков и назначению устройство принимаетс  за прототип. К недостаткам системы Регистр следует отнести: возможность потери информации , так как устройство воспринимает сигнал только первой аварийной ситуации, котора  и регистрируетс  цифро- печатающим устройством (ЦПУ). На врем , отведенное дл  печати данных, на все управл ющие входы блока электронных ключей с блока управлени  поступает логический потенциал, запрещающий прием новой информации; низка  надежность в работе, обусловленна  тем, что при случайном или умышленном зацеплении двух кулачков ЦПУ, вс  последующа  информаци  полностью тер етс ; значительные габариты , вес и стоимость.

Целью изобретени   вл ютс  повышение надежности и функциональной возможности , а именно запись, хранение и ..отображение всех аварийных ситуаций;

О

О

ю о

х

можность многократного воспроизведени  информации; повышение быстродействи  записи; возможность длительной исправной работы устройства (несколько мес цев) без участи  оператора; снижение стоимости , габаритов и веса при одновременном повышении надежности работы устройства и достоверности регистрируемой информации .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в многоканальное устройство дл  регистрации и индикации аварийных ситуаций, содержащее таймер, блок индикации и регистрации данных, двоичный счетчик но-, мера канала, кодовые выходы которого сое- димеиы с адресными входами кодоуправл емого аналогового коммутатора и оперативного запоминающего устройства , RS-триггер и формирователь кода адреса введены второе оперативное запоминающее устройство, логическа  схема ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, D-триггер, логические схемы И, логическа  схема ИЛИ, двоично-дес тичные счетчики номера канала и кода адреса, два блока стробировани , формирователь коротких импульсов, цифровой индикатор, схема сброса, блок D-триггеров и блок управлени , первый вход которого соединен с первым входом логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управл ющим входом первого блока стробировани  и выходом кодоуправл емого аналогового коммутатора , второй вход - с выходом логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий вход - с выходом блока индикации и регистрации данных, четвертый вход - с выходом таймера, п тый вход - г входом формировател  коротких импульсов и с выходом RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом первой логической схемы, а S-вход - с первым выходом блока управлени , второй, третий и четвертый выходы которого подсоединены к соответствующим входам первого оперативного запоминающего устройства, адресные входы которого св заны со входами первой логической схемы И и с соответствующими выходами двоичного счетчика номера канала, счетный вход которого подсоединен к счетному входу двоично-дес тичного счетчика команд и п тому выходу блока управлени , а шина сброса заведена на выход схемы ИЛИ и шину сброса вышеупом нутого двоично-дес тичного счетчика команд, шестой и седьмой выходы блока управлени  соответственно подключены к первому и .второму входам блока индикации и регистрации данных, третий вход которого соединен через вторую логическую схему И с кодовыми выходами формировател  кода

адреса и адресными входами второго оперативного запоминающего устройства, выходна  шина данных которого подключена ко входам блока D-триггеров, а выходные шйны данных св заны с выходами первого и второго блока стробировани , управл ющие входы которых заведены на восьмой выход блока управлени , дев тый выход которого соединен со счетными выходами

р формировател  кода адреса и двоично-дес тичного счетчика кода адреса, а их шины сброса подсоединены к выходу схемы сброса , выходы двоично-дес тичного счетчика кода адреса соединены со входами цифро5 вого индикатора, информационные входы второго блока стробировани  соединены с выходом таймера, первой и второй входы логической схемы ИЛИ : соединены соответственно с выходом первой логической

0 схемы И и выходом формировател  коротких импульсов, дес тый и одиннадцатый выходы блока управлени  подключены соответственно к управл ющим входам второго запоминающего устройства, двенадца5 тый выход блока управлени  заведен на управл ющий вход D-триггера. тринадцатый подсоединен к стробирующему входу блока D-триггеров, выход которого соединен с информационными входами блока ин0 дикации регистрации данных, выходы двоично-дес тичного счетчика каналов под- соединеньгк информационным входам первого блока стробирбвани , а входы кодоуправл емого аналогового коммутато5 ра св заны с контролируемыми объектами.

На фиг. 1 представлена функциональна 

схема устройства и прин ты следующие

обозначени :кодоупрэвл емый аналоговый

коммутатор КУАК - (1), двоичный счётчик.

0 номера канала ДСНК - (2), схемы типа И - (3) и (22), RS rpurrep - (4), формирователь коротких импульсов фКЙ - (5), двоично-дес тичный счетчик номера канала ДДСК - (8), таймер ТМ - (7), двоично-дес тичный счет5 чик кода адреса ДДСКА - (8), схема сброса СС - (9), логическа  схема ИСКЛ ЮЧ АЮЩЕ Е ИЛИ - (Ю), D-триггер - (11) первое оперативное запоминающее устройство ОЗУ-1 - (12), схема ИЛИ -(13), блоки стробировани 

0 БС-1 и - (14) и (15), цифровой индикатор ЦН - (16), блок управлени  $У - (17), второе оперативное запоминающее устройство ОЗУ-2 - (18), формирователь кода адре- са ФКА - (19) , блок индикации и

5 регистрации данных 6ЙРД - (20) и блок 0- триггеров - (21); на фиг.2 - временные диаг- рэммы, по сн ющие формирование импульсов блока управлени ; на фиг,3 - одна из возможных реализаций блока индикации и регистрации данных и прин ты

следующие обозначени : генератор тактовых импульсов ГТИ - (23), делитель частоты

- Д4 - (24). схема вывода данных ОВД -(26), электронный коммутатор ЭК - (26), дешифраторы Дш-1 и Дш-2 - (27) и (28), электронна  лини  задержки ЭЛЗ (29),высоковольтные усилители В8У (30) цифровой индикатор ЦИ-2 -(31), цифррпе- чатающее устройство ЦПУ (32) и переключатель режим работы РР -(33); на фиг.4 - одна из возможных реализаций узла 1 и прин ть следующие обозначени : кодоуправл емые аналоговые коммутаторы КУАК-1 - КУАК-5

- 34-37 и 44 соответственно, аналогр-циф- ровой преобразователь Ацп-1 - (38), схемы сравнени  кодов ССК-1 и ССК-2 - (39) и (40), логическа  схема ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ , распределитель импульсов РИ -(42) и стро- бируемый преобразователь уровн  ПУ - (43). . ; . ..- -; : Xv-:-Предлагаемое устройство работает следующим образом .; ., ,.:: ...,.;;/,:

Внешние регистрирующие приборы и устройства, включающие в свой состав ана- лого-цифровые преобразователи и схемы совпадени  кодов на фиг. t не представлены , Тактовые импульсы fT вырабатываемые блоком управлени  17, поступают на входы двоичного 2 и двоично дес тичного б счетчиков номера каналов и последовательно циклически измен ют выходные коды №енк этих счетчиков.

Кодовые выходы счетчика (2) подключеныко входам схемы И-1 (3), ко входам адреса узла (1) и к адресном входам ОЗУ-1 -(12).

Выходной код узла 2 периодически достигает выбранного максимального значени  Nmax, при котором каждыйиз на выходе схемы 3 вырабатываетс  импульс, который через схему типа ИЛ И-(13) воздействует на шины сброса узлов 2 и 6, устанавлива  их триггера в нулевое состо ние. Это необходимо дл  того, чтобы выходные коды узлов 2 и 6 Полностью совпадали, а случайный сбой любого из счетчиков к концу цикла опроса корректировалс . Кроме того, эти импульсы подтверждают не взведенное состо ние RS-триггера - (4).

С помощью кода адреса А1, вырабатываемого узлом 2, осуществл етс  очередное подсоединение выходов внешних контролируемых объектив через узел Т ко входам узлов 10; 14 и 17. Тот же самый код адреса А.1 поступает на входы адреса ОЗУ-1. С блока 17 на ОЗУ-1 подаютс  стробирующие импульсы CS-1 .временна  диаграмма которых представлена на фиг.2,

Как видно из временной диаграммы, на каждый импульс тактовой частоты fT, который измен ет состо щие младшего триггера узлов 2 и б, приход тс  два импульса CS-1. Перва  последовательность этих импульсов опрашивает ;ОЭУ-1 и с помощью импульса RD-1, вырабатываемого узлом 17,

записывает в  чейку пам ти узла 11 мгновенное значение информации ОЗУ-1 и выдает , ее на второй вход логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ -(10).; . Если логический уровень сигнала, по0 ступающего с выхода узла 1, и логический уровень сигнала узла 11 имеют одинаковый знак (уровень), то на выходе схемы Ю под-: держивэетс  сигнал низкого логического уровн  и шкалой записи информации в

5 ОЗУ-1 и ОЗУ-2 йе происходит. Если же сигналы , поступающие на входы узла 10 имеют разные логические уровни, то на ее выходе формируетс  сигнал высокого уровн  и блок 17 вырабатывает импульсы WR-2 и WR-1,

первый из которых используетс  дл  записи аварийной ситуации в пам ть ОЗУ-1, а второй дл  записи нового состо ни  контролируемых объектов в пам ть ОЗУ-1: Это приводит к тому, что при последующих oriросах устройство будет реализовать на изменившеес  состо ние этого объекта,

Импульсы WR-1 и WR-2 совпадают по времени и, при использовании в ОЗУ-1 и ОЗУ-2 ИМС, требующих аналогичных уп рав  ющих сигналов, могут быть объединены . Втора  последовательность импульсов;

CS-1 совместимо с импульсом WR-1 используетс  только дл  перезаписи информации в пам ть ОЗУ-1.

V Импульсы RD-1 и RD-2 должны располагатьс  примерно по середине импульсов CS-1 и CS-2. Формирование импульсов, временна  диаграмма которых представлена иа фиг.2, может быть легко осуществлена

как на интегральных микросхемах ИМС ТТЛ и КМОП основе, так и с помощью микропро цессора. ; :.. /:- .: . : ././. .: ;

Кодовые выходы узлов б и 7 подсоеди- нены к соответствующим входам блоков Стробировани  14 и 15. При изменении состо ни  контролируемых объектов, блок уп- равлени  17 вырабатывает сигнал записи данных СЗД, который поступает на строби- рующие вхоДЫ: блоков етробировани  14 и 15, и на врем  действи  этого импульса вы- ходные коды узлов 6 и 7 оказываютс  под- ключенными к шине данных ОЗУ-2. Таким образом в ОЗУ-2 запишетс  информаци  о времени, соответствующем данной записи, пор дкового номера внешнего устройства : или агрегата, изменившего свое состо ние, а также, сведени  об аварийном состо нии (-) или прекращений аварийного состо ни  (+), которое получают с выхода узла 1.

Перед записью новой информации в пам ть ОЗУ-2 блок 17 вырабатывает импульс С-2, который поступает на счетные входы формировател  кода адреса 19 и двоично- дес тичного счетчика кода адреса 8 и увеличивает их коды на 1. Цифровой индикатор 16 св зан с кодовыми выходами узла 8 и отображает номер строки ОЗУ-2, в которую записана последн   информаци /При реализации ОЗУ-2 на ИМС типа К 537РУ10 (НМ651 б) и т.д. можно записать 2048 и более циклов измерени .

Таймер 7 имеет образцовый генератор частоты f0 и р д делителей частоты, кодовые выходы которых подсоединены к соответствующим входам узла 15. Кроме того, в его состав входит схема ИЛИ-НЕ, В момент изменени  суток, когда выходные коды часов, минут И секунд станов тс  равными нулю, на .ее выходе вырабатываетс  логический сигнал, поступающий в блок 17, а последний вырабатывает сигнал обновлени  данных; СОД, который поступает на вход S RS-триг- гера и взводит его. Передний фронт этого импульса через формирователь короткого импульса (5) и схему ИЛИ (13) поступает на шины сброса узлов 2 и 6 и осуществл ет их обновление. Как только выходной код узла 2 достигнет значени  N - Nmax на выходе схемы 3 вырабатываетс  логический потенциал , который поступает на R вход RS-трйг- гера и возвращает его в исходное состо ние. Последующие импульсы, вырабатываемые схемой И, подтверждают не взведенное состо ние RS-триггера, выходной сигнал которого поступает на; п тый вход блока 17, а точнее на аналоговый коммутатор , который соедин ет на это врем  шину данных Д-1 с корпусом.

Вс  информаци  о неисправных агрегатах , объектах и т,д, на начало новых суток будет вновь последовательно записана в пам ть , В состав блока 17 входит кнопка Запуск, с помощью которой оператор может записать информацию о состо нии кбнтролйруемых объектов в любой момент времени.

При нормальном режиме работы выход схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ через электронный коммутатор блока управлени  соединен со входом данных ОЗУ-1. Дл  обнулени  триггеров узлов 8 и 19 используют схему сброса 9.

Врем  записи новой или обновлени  всей информации составл ет дес тки миллисекунд , а в Обычном состо нии устройство работает в режиме считывани  данных, которые поступают из ОЗУ-2 на входы блока D-триггеров 21. Импульсы RD-2, вырабатываемые блоки 71, периодически поступают на стробирующий вход блока 21.

Данные блока D-триггеров поступают на блок индикации и регистрации данных

20, одна из возможных реализаций которого представлена на фигуре 3. Делитель частоты 24, дешифратор знакоместа 27, схема вывода данных 25, дешифратор двоично-дес тичного кода в семисегментный позици0 онный код 28, высоковольтные усилители 30 и цифровой индикатор 31 взаимодействуют между собой, как в обычной схеме динамической индикации данных и не нуждаютс  в по снении. На вход узла 24 через электрон5 ный коммутатор 26 поступают тактовые импульсы узла 2.3 или от блока 17. При поступлении каждого тактового импульса на вход узла 28 подаетс  код очередного знака и высокий логический потенциал на

0 соответствующий электрод цифрового индикатора 31, Код адреса А2 при этом полно- стьнЗ сохран етс  и на цифровом индикаторе отображаетс  информаци , соответствующа  последнему циклу регйстра5 ции данных. При изменении логического уровн , вырабатываемого переключателем режим работы 1-33, устройство переходит в режим считывани  информации цифропе- чатающим устройством ЦПУ 32 из пам ти

0 ОЗУ-2. В этом режиме работы ЦПУ посылает сигнал запроса, который через электронную линию задержки 29 возвращаетс  назад в ЦПУ. Кроме того.импульс запроса ; через электронный коммутатор 26 поступа5 ет на вход делител  частоты 24, измен ет его код и с помощью СВД выдает из вход ЦПУ код очередного знака, который необходимо отпечатать,

Кроме цифровой информации, на входы

0 ЦПУ поступают коды пробел, перевод

строки и возврат каретки В К, в которых не

было необходимости при отображении информацим на цифровом индикаторе 31.

После регистрации на бумаге ЦПУ мн5 формации, соответствующей Данному циклу измерени  на выходе узла 27 вырабатываетс  импульс запрос ВК, который через ёлок. 17 поступает на входы узлов 8 и 19 и подготавливает ОЗУ-2 дл  вывода информации

0 на ЦПУ очередного цикла аварийной ситуации . Это будет происходить до тех пор,лока оператор не отключит ЦПУ или код А 2 не достигнет значени  N e Nmax и на выходе схемы И - (22) не будет выработан сигнал

5 Запрет цифропечати - Зцп. Установив с помощью узла 9 нулевой код счетчика 8 и формировател  кода адреса 19 можно отпечатать с помощью ЦПУ всю информацию хран щуюс  в пам ти ОЗУ-2. 8 блоке 17 имеетс  кнопка Цикл, после каждого написани  которбй коды узлов 8 и 19 увеличиваютс  на 1. что позвол ет шаг за шагом отобразить на цифровом индикаторе 31 -любую , записанную в пам ть ОЗУ-2, информацию .

Линии передачи информации, св зывающих входы устройства регистрации аварийных ситуаций с контролируемыми объектами могут достигать 300-400 и более метров. Стоимость линий передачи информации превышает стоимость устройства регистрации аварийных ситуаций, С целью затрат на линии передачи информации узел 1 целесообразно разбить на несколько однотипных узлов, приблизив их к контролируемым агрегатам и сиртемам. Одна из возможных реализаций узла t, позвол юща  обрабатывать как аналоговые, так и цифровые сигналы, представлена на фиг.4.

На информационные входы Х1-Хпкодо- управл емые аналоговых коммутаторов КУАК-1 и КУ А К-2 (3 4} и (35} п осту па ют аналоговые сигналы с выходом измеритель: ных преобразователей; Аналогично йа ин- формационныевходы Vl-Vn кодоуправл ёмЫх аналоговых коммутаторов КУАК-3 и КУАК-4 - (36) и (37) подаютс  логические потенциалы с другой группы измерительных преобразователей. Адресные входы КУАК-1 - КУАК-4 св заны с младшими разр дами кода адреса, который вырабатываетс  узлом 2, Старшие разр ды кода адреса подсоединены ко входам распределител  импульсов РИ - (39) и к адресным входам КУАК-5 - (44). Распределитель импульсов вырабатывает последовательность сигналов разрешени , которые поступают на стробирующий вход преобразовател  уровн  ПУ- (43).,

При поступлении разрешающего потенциала на вход У КУАК-1 - КУАК-2, информаци , имеюща с  на входах Xf-Xn, последовательно передаетс  на аналоговый вход аналого-цифрового преобразовател  АЦП - (38), который вырабатывает эквивалентный код Н Voxi. Выходы АЦП (38) св заны с соответствующими входами порта А схем сравнени  кодов ССК-1 и ССК-2 - (39) и (40). На входы порта В схемы 39 подаетс  код, соответствующий KlminSNsxmin, з на другую схему сравнени  кодов (40) порта В заводитс  код, соответствующий Krtmax S Uuxmax

Выход А В схемы 39 и выход А В схемы 40 подключены по входам схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ - 41, Когда уровень входного контролируемого сигнала измерительных преобразователей ИП находитс  в пределах Umin Uexi Umax на выходе узла

41 будет вырабатыватьс  низкий логический потенциал, а при невыполнении этого услови  вырабатываетс  сигнал, соответствующий Л.о.г.1.

5Выходнойсигналсхемы41 через КУАК- 5 и стробируемый преобразователь уровн  ПУ - поступает на выход информационной линии передачи.

Так например, при контроле данным ус0 тройством состо ни  256 внешних систем и объектов и четырех внешних выносных ko- доуправл емых коммутаторов, количество электропроводов сокращаетс  с 256 до 48, а количество АЦП с 128 до 4. Логические сиг5 налы, поступающие на входы кодоунравл - емых коммутаторов КУАК-3 И КУАК-4 (36) и (37), без преобразовани  поочередно через узлы 44 и 43 поступают на выходную шину данных. Врем  циклического опроса 256 ИП

0 при длине линий передач до 150-200 метров может быть сокращено до 30-100 мс. Веро тность того, что за это врем  контролируемый объект может выйти из стро  и вновь восстановитьс  близка к нулю.

5 /Г.. .. :;;-::: . . : . .;. Форм ул а изо6 рете ни   Многоканальное устройство дл  регистрации и индикации аварийных ситуаций, содержащее таймер, блок индикации и

0 регистрации данных, двоичный счетчик номера канала, кодовые выходы которого соединены с адресным входом кодоуправлйемого аналогового коммутатора , оперативное запоминающее устройство,

5 RS-триггер и формирователь кода адреса, отличающеес , тем, что, с целью повышени  надежности, в него введены второе оперативное запоминающее устройство , логическа  схема ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

0 ИЛИ, D-триггер, логические схемы И, логическа  схема ИЛИ, двоично-дес тичные . счетчики номера канала и кода адреса, два

блока стробировани , формирователь ко- pOTKvix иммпульсов, Цифровой индикатор,

5 схема сброса, блок D-триггеров и блок управлени , первый вход которого объединен с первыми входами логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первого блока стробировани  и соединен с выходом

0 крдоуправл емого аналогового коммутатора , второй вход - с выходом логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий вход - с выходом блока индикации и регистрации данных, четвертый вход - с выходом тайме5 ра, п тый .вход объединен с входом формировател  коротких импульсов и соединен с . выходом RS-трйггера, R-вход которого сое; динен с первым выходом первой логической Схемы И, а S-вход-с первым выходом блока управлени ,второй,третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами первого оперативного запоминающего устройства, информационный вход которого объединен с соответствующими входом первой  огиче- ской схемы И и соединен с информационным выходом двоичного счетчика номера канала, первый и второй входы которого объединены соответствен не с одноименными входам  двоично-дес тичного счетчика номера канала и соединены соответственно с выходом логической схемы ИЛИ и п тым выходом блока управлени , шестой и седьмой выходи которого соединены соответственно с пёрёым и вторым входами блока индикаций и регистрации данных, третий вход которого соединен через вторую логи ческую схемы И с первым информационным выходом формировател  кода адреса, нто- рой информационный выход которого сое- дйней с адресным входом второго оперативного запоминающего устройства, перва  шина данных которого объединена С первым входом блока 0:триггеров и соединена с выходом второго блока стробировани , а втора  шина данных соединена с выходом первого блока стробировани ,второй вход которого объединен с первым входом второго блока стробировани  и соединен с восьмым выходом блока управлени , дев тый выход которого соединен с первыми входами формировател  кода ад ресаin двоично-дес тичногосчетчика кода адресе, вторые входы которых сбединены с выходом схемы сброса, выход двоично-дес тичного счетчика кода адреса сбёдинен с входом цифрового индикатора, вход второго блока стробировани  соединен с выходом таймера , первый и второй входы логической схемы ИЛИ соединены соответственно с вторым выходом первой логической схемы И и выходом формировател  коротких импульсов , дев тый и Дес тый выходы блока уп равлени  соединены соответствен но с первым и вторым входами второго запоминающего устройства, двенадцатый выход блока управлени  соединен с вторым входом блока 0-тригг0роВ( выход которого соединен с информационным входом блока индикации и регистрации данных, :,v

ДГРХШГ П П П -П С