RU90228U1

RU90228U1 - DEVICE FOR FORMING CONTROLLING VOLTAGES OF WAGON CONSUMERS

Info

Publication number: RU90228U1
Application number: RU2009124624/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Дмитриевич Долгов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ИнформТехТранс"
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2009-12-27

Abstract

Устройство формирования управляющих напряжений вагонных потребителей относится к системам централизованного числового управления, в частности, к электрическим регуляторам с входными сигналами от нескольких датчиков и выходными сигналами, поступающими на несколько корректирующих элементов и может быть использована в системах управления электропитания различных вагонных потребителей электроэнергии (силовое оборудование, аккумуляторы, сантехника и т.д.). Устройство реализует измерение напряжений блоком, включающим мультиплексор и аналогово-цифровой преобразователь, и измерение токов блоком, включающим аналого-цифровые преобразователи по числу контролируемых токовых цепей. Микропроцессор, связанный с внешней системой управления двухпроводным интерфейсом, обеспечивает необходимое преобразование кодов, поступающих на его входы от аналого-цифровых преобразователей. В устройство введены цифро-аналоговый преобразователь подключенный к микропроцессору, и источник опорного напряжения, подключенный к АЦП и ЦАП, выходы которого подключены к входам обратной связи мультиплексора, что позволяет микропроцессору вырабатывать корректирующие коэффициенты для внесения поправок в выходные сигналы, и, соответственно, повысить надежность работы устройства в условиях больших уровней помех. 1 п.ф., 1 илл. The device for generating control voltages of carriage consumers relates to centralized numerical control systems, in particular, to electric controllers with input signals from several sensors and output signals supplied to several corrective elements and can be used in power supply control systems for various carriage of electric power consumers (power equipment, batteries, plumbing, etc.). The device implements voltage measurement by a unit including a multiplexer and an analog-to-digital converter, and current measurement by a unit including analog-to-digital converters by the number of monitored current circuits. The microprocessor connected to the external control system of the two-wire interface provides the necessary conversion of the codes received at its inputs from analog-to-digital converters. A digital-to-analog converter connected to the microprocessor and a reference voltage source connected to the ADC and DAC, the outputs of which are connected to the feedback inputs of the multiplexer, are introduced into the device, which allows the microprocessor to generate correction coefficients for making corrections to the output signals, and, accordingly, increase reliability operation of the device in conditions of high levels of interference. 1 pf, 1 ill.

Description

Заявляемая полезная модель относится к системам централизованного числового управления, в частности, к электрическим регуляторам с входными сигналами от нескольких датчиков и выходными сигналами, поступающими на несколько корректирующих элементов и может быть использована в системах управления электропитания различных вагонных потребителей электроэнергии (силовое оборудование, аккумуляторы, сантехника и т.д.)The inventive utility model relates to centralized numerical control systems, in particular, to electric controllers with input signals from several sensors and output signals arriving at several corrective elements and can be used in power supply control systems for various wagon electricity consumers (power equipment, batteries, plumbing etc.)

Известны различные многоканальные системы управления, обеспечивающие формирование управляющих воздействий по каждому из каналов, основанные на цифровой обработке данных о параметрах воздействий (см. например патент РФ №2159949 МПК G05B 11/32). Указанная система управления содержит вычислитель, шинный интерфейс, мультиплексоры и предназначена для управления многоканальным вибростендом, так как ее схема содержит средства формирования комплексных воздействий на один объект (функциональный генератор, таймер и т.д.)Various multichannel control systems are known that provide the formation of control actions for each channel, based on digital processing of data on the impact parameters (see, for example, RF patent No. 2159949 IPC G05B 11/32). The specified control system contains a calculator, a bus interface, multiplexers and is designed to control a multi-channel vibration stand, since its circuit contains means for generating complex effects on one object (functional generator, timer, etc.)

Ближайшим по технической сущности и принятым за прототип является преобразователь сигналов цепи управления процессом, содержащий микропроцессор, к входам которого подключен блок измерения токов, включающий аналого-цифровые преобразователи (АЦП), и блок измерения напряжений, включающий входной мультиплексор и АЦП (см патент РФ №2328763 МПК G05B 19/418)The closest in technical essence and adopted for the prototype is a signal converter of the process control circuit containing a microprocessor, to the inputs of which is connected a current measuring unit, including analog-to-digital converters (ADC), and a voltage measuring unit, including an input multiplexer and ADC (see RF patent No. 2328763 IPC G05B 19/418)

Известный преобразователь не обеспечивает достаточную точность формирования уровней управляющих сигналов при воздействии широкого спектра помех, что характерно для условий эксплуатации вагонного электрооборудования. Кроме того, известное устройство реализует управление по двухпроводной цепи тока, что также ограничивает его применение для набора вагонных потребителей.The known Converter does not provide sufficient accuracy in the formation of levels of control signals when exposed to a wide range of interference, which is typical for operating conditions of wagon electrical equipment. In addition, the known device implements control over a two-wire current circuit, which also limits its use for a set of wagon consumers.

Техническая задача, решаемая заявляемой полезной моделью - повышение точности формирования уровня сигналов управления, в условиях воздействия широкого спектра помех, что обеспечивает возможность надежной работы устройства при использовании его для управления вагонными потребителями электроэнергии, то есть позволяет расширить область его применения.The technical problem solved by the claimed utility model is to increase the accuracy of forming the level of control signals under the influence of a wide range of interference, which provides the possibility of reliable operation of the device when used to control carriage consumers of electricity, that is, it allows to expand the scope of its application.

Указанная задача решается тем, что устройство, содержащее микропроцессор, к входам которого подключены блок измерения токов, включающий аналого-цифровые преобразователи, и блок измерения напряжений, включающий входной мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), содержит также цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), подключенный к выходам микропроцессора, и источник опорного напряжения, подключенный к АЦП блоков измерения токов и напряжений, и к ЦАП, выходы которого, являющиеся выходами устройства, подключены также к входам обратной связи мультиплексора блока измерения напряжений.This problem is solved in that the device containing the microprocessor, the inputs of which are connected to a current measuring unit, including analog-to-digital converters, and a voltage measuring unit, including an input multiplexer and analog-to-digital converter (ADC), also contain a digital-to-analog converter (DAC) ) connected to the outputs of the microprocessor, and a reference voltage source connected to the ADC of the current and voltage measuring units, and to the DAC, the outputs of which, which are the device outputs, are also connected to the inputs connection of inverse voltage measuring unit multiplexer.

Такая схема обеспечивает формирование на выходе устройства управляющих сигналов напряжения, уровень которых отслеживается и корректируется цепью обратной связи источника опорного напряжения и микропроцессором, что позволяет обеспечить надежную работу устройства в условиях больших уровней помех.Such a circuit ensures the formation of voltage control signals at the device output, the level of which is monitored and adjusted by the feedback circuit of the reference voltage source and microprocessor, which ensures reliable operation of the device in conditions of high levels of interference.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the drawing.

Устройство содержит блок измерения токов 1, блок измерения напряжений 2, ЦАП 3, источник опорного напряжения 4, микропроцессор 5, связанный двухпроводным шинным интерфейсом 6 с внешней системой управления. Блок измерения напряжений 2 содержит мультиплексор 7, подключенный через низкочастотный фильтр 8 к АЦП 9. Блок измерения токов 1 содержит АЦП 10₁-10_m и входные низкочастотные фильтры 11₁-11_m. Выходы АЦП 9 и 10₁-10_m подключены к микропроцессору 5; соединенному с шинным интерфейсом 6 через схему гальванической развязки 12. Выходы ЦАП 3 подключены к входам обратной связи мультиплексора 7.The device comprises a current measuring unit 1, a voltage measuring unit 2, a DAC 3, a reference voltage source 4, a microprocessor 5 connected by a two-wire bus interface 6 to an external control system. The voltage measuring unit 2 contains a multiplexer 7 connected through a low-pass filter 8 to the ADC 9. The current measuring unit 1 contains an ADC 10 ₁ -10 _m and input low-pass filters 11 ₁ -11 _m . The outputs of the ADC 9 and 10 ₁ -10 _{m are} connected to the microprocessor 5; connected to the bus interface 6 through a galvanic isolation circuit 12. The outputs of the DAC 3 are connected to the feedback inputs of the multiplexer 7.

Устройство работает следующим образом. На входы микропроцессора 7 блока измерения напряжений 2 поступают аналоговые сигналы, соответствующие уровням напряжений в контролируемых цепях управления. Мультиплексор 7 реализует программно-переключаемую коммутацию и формирует на выходе информационный аналоговый сигнал, соответствующий в каждый момент значению уровня напряжения одной из контролируемых цепей. Для выделения высокочастотной составляющей спектра сигнал поступает на фильтр 8, после чего преобразуется в цифровую форму АЦП 9. Аналогично, в блоке измерения токов 1 каждый АЦП 10₁-10_m формирует цифровой сигнал тока, соответствующей вагонной магистрали. Уровень напряжения от источника опорного напряжения 4 задает коэффициент передачи АЦП 9, 10₁-10_m и АЦП 3.The device operates as follows. The inputs of the microprocessor 7 of the voltage measuring unit 2 receive analog signals corresponding to the voltage levels in the controlled control circuits. The multiplexer 7 implements software-switched switching and generates an information analog signal at the output, corresponding at each moment to the value of the voltage level of one of the monitored circuits. To isolate the high-frequency component of the spectrum, the signal is fed to a filter 8, and then converted to a digital form of the ADC 9. Similarly, in the current measuring unit 1, each ADC 10 ₁ -10 _m generates a digital current signal corresponding to the railroad line. The voltage level from the reference voltage source 4 sets the transmission coefficient of the ADC 9, 10 ₁ -10 _m and ADC 3.

Микропроцессор 5 вычисляет корректирующие коэффициенты для поправок выходных сигналов и формирует коды выходных сигналов, которые ЦАП 3 преобразует в аналоговые сигналы управляющих напряжений, поступающие к вагонным потребителям и на входы обратной связи мультиплексора 7 для обеспечения автоматической коррекции коэффициентов передачи.The microprocessor 5 calculates the correction coefficients for the corrections of the output signals and generates the codes of the output signals, which the DAC 3 converts into analog signals of the control voltages supplied to the wagon consumers and to the feedback inputs of the multiplexer 7 to provide automatic correction of the transmission coefficients.

Claims

A device for generating control voltages of wagon consumers, containing a microprocessor, to the inputs of which a current measuring unit including analog-to-digital converters is connected, and a voltage measuring unit including a multiplexer and analog-to-digital converter, characterized in that the device contains a digital-to-analog converter connected to the microprocessor output , and a reference voltage source connected to the inputs of the analog-to-digital converters of the current and voltage measuring units and to the digital input analog-to-analog converter, while the outputs of the digital-to-analog converter, which are the outputs of the device, are connected to the feedback inputs of the multiplexer of the voltage measuring unit.