SU1483476A1 - Передающее устройство телеизмерительной системы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике передачи измерительной информации. Цель изобретени  - повышение информативности телеизмерительной системы, использующей адаптивную коммутацию. Устройство содержит анализатор 5 погрешности, аналого-цифровой преобразователь 7, блок 8 считывани , элемент ИЛИ 9, распределитель 10 и в каждом информационном канале датчик 1, ключи 2,4,6, преобразователь 3 погрешности аппроксимации, элемент 11 задержки. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Фиг. i

Изобретение относитс  к области передачи сообщений в многоканальных системах и может быть использовано в телеизмерительных системах, а так- же в иных системах, предназначенных дл  обслуживани  процессов.

Цель изобретени  - повышение информативности системы, а именно сокращение объема передаваемых сооб- щений.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема предлагаемого устройства j на фиг. 2 - схема блока-считывани ; на фиг. 3 - схема преобраэова тел  погрешности аппроксимации; на фиг. 4 - схема анализатора погрешности; на фиг. 5 - структура последовательности выборочных данных.

Устройство содержит (фиг.1) дат- чики 1,-lj,, первые ключи , преобразователи 3,-3h погрешности аппроксимации , вторые ключи 4-,-4, анализатор .

5 погрешности, третьи ключи

аналого-цифровой преобразователь 7, блок 8 считывани , элемент ИЛИ 9, распределитель 10, элементы 1 1,, - 1 1 h задержки.

Блок считывани  содержит (фиг.2) элемент ИЛИ 12, элемент 13 задержки, элемент ИЛИ 14, элемент НЕ 15, элемент И 16, счетчик 17, элемент 18 пам ти числа символов полного выборочного значени , ключ 19, элемент 20 пам ти общего числа символов при передаче приращени , элемент И 21, элемент 22 пам ти кода нул , ключ 23, мультивибратор 24, делитель 25 частоты. Преобразователь погрешности аппроксимации содержит вычитатель 26 ключ 27, элемент 28 пам ти, формирователь 29 модул , делитель 30, инвертор 31, элемент 32 сравнени , элемент 33 сравнени , генератор 34 ли- нейного напр жени , элемент ИЛИ 35, элемент 36 задержки, ключ 37, элемент 38 задержки, ключ 39, мультивибратор 40. Анализатор погрешности содержит выпр мители 41 .,-41 , компа- раторы , адресный регистр 43, дешифратор 44, элемент 45 задержки, элемент И 46 .,-46 п. На фиг. 5 прин ты следующие обозначени : Т „ - врем , занимаемое передачей полного выборочного значени ; Т Пр - врем , занимаемое передачей значени  приращени  врем , занимаемое передачей

знаковой информации; Tfl- врем ,

за

Q

5

0

5

0

5

0

g

5

5

нимаемое передачей адреса активного источника.

Устройство работает следующим образом .

В каждом из каналов сигнал с выхода датчика 1 поступает параллельно на первые входы первого ключа 2 и преобразовател  3 погрешности аппроксимации . Распределитель 10 в соответствии с заложенной, в него программой открывает по второму входу соответствующего первого ключа 2 прохождение полного выборочного значени  сигнала от датчика 1 опрашиваемого канала в линию св зи через аналого-цифровой преобразователь 7 и блок 8 считывани . В промежутках между передачей полных выборочных значений, пор док прохождени  которых определ етс  распределителем 10, в каждый тактовый момент преобразователь погрешности аппроксимации, в данный тактовый момент по отношению к предыдущему по заданному алгоритму, например, нормирует значени  приращени  по среднеквадратичному отклонению обслуживаемого процесса и коэффициенту приоритета. Полученна  погрешность аппроксимации поступает по второму выходу преобразовател  3 погрешности аппроксимации к соответствующему второму входу анализатора 5 погрешности , значение приращени  - по первому выходу преобразовател  3 погрешности аппроксимации к первому входу второго ключа 4, а его знак - по третьему выходу преобразовател  3 погрешности аппроксимации к первому входу третьего ключа 6. Анализатор 5 . погрешности, исход  из оценки информации , полученной на его вторых входах, определ ет наиболее активный канал, которому по соответствующему второму выходу даетс  разрешение на прохождение значени  приращени  наиболее активного канала через аналого-цифровой преобразователь 7 и блок 9, а сведени  о его знаке через элемент ИЛИ 9 и блок 8 - в линию св зи. Разрешение реализуетс  путем открывани  по вторым входам соответствующих второго ключа 4 и третьего ключа 6. Одновременно этим же сигналом разрешени  через первый элемент 11 задержки подготавливаетс  к следующему такту работы преобразователь 3 погрешности аппроксимации, соответствующий этому наиболее активному

каналу. Врем  задержки элемента 11. задержки должно быть равным времени прохождени  выбранного приращени  наиболее активного канала и сведени  о его знаке через аналого-цифровой преобразователь 7 и блок 8 в линию св зи. Анализатор 5 погрешности по первому выходу выдает адрес наиболее активного источника через первый вход блока 8 в линию св зи. Блок 8 определ ет пор док прохождени  адреса наиболее активного источника, значени  и знака его приращени , полного выборочного значени . В блоке 8 формируетс  структура последовательности выборочных данных, условно отображенна  на фиг. 5, причем обычно Тп кратно (Т „р + Т 3 + Т ) , а значит число символов полного выборочного значени  кратно общему числу символов при передаче приращени .

Рассмотрим работу блока считывани  8 подробнее. На второй вход блока 8, т.е. на второй вход элемента ИЛИ 12, поступает содержимое аналого-цифрового преобразовател  7 в последовательном коде. Если последовательность двоичных символов отображает значение приращени  наиболее активного источника, то после задержки , равной длительности передачи приращени  ТПР, к третьему входу элемента ИЛИ 12 поступает информаци  о знаке приращени . Соответствующа  временна  задержка обеспечиваетс  элементом 13 задержки, на вход которого поступает информаци  с выхода элемента ИЛИ 9. После чего, т.е. по истечении времени (Т пр+ Т3), на первый вход элемента ИЛИ 12 от анализатора 5 погрешности поступает адрес этого источника. С выхода элемента ИЛИ 12 последовательность двоичных символов следует в линию св зи Одновременно счетчик 17 ведет подсчет их числа по инверсному входу. Поскольку в последовательном коде аналого-цифрового преобразовател  7 логический О соответствует потенциалу земли, то дл  обеспечени  подсчета всех символов как логических 1, так и О предназначены элемент ИЛИ 14, элемент НЕ 15 и элемент И 16. А именно на вход счета счетчика 17 логическа  1 поступает непосредственно через второй вход элемента ИЛИ 14, а логический О - через эле- мен НЕ 15, второй вход элемента

И 16 и первьй вход третьего элемента ИЛИ 14. По вление сигнала на выходе элемента И 16 тактируетс  импульсами с выхода мультивибратора 24. Последний запускаетс  по входу управлени  первыми импульсами, поступающими от распределител  10 на вход блока 8, а последующими импульсами

0 подсинхронизируетс . Период повторени  импульсов от распределител  10 равен периоду повторени  полных выборочных значений Тл (фиг.5). Мультивибратор 24 работает синхронно с

5 аналого-цифровым преобразователем 7, а именно по вление на выходе мультивибратора 24 импульсов положительной пол рности совпадает с поступле- нием с выхода аналого-цифрового пре-

Q образовател  7 символов последовательного кода, а импульсов отрицательной пол рности - с междусимволь ч ными паузани последовательного кода аналого-цифрового преобразовател  7.

5 Длительность импульсов мультивибратора 24 равна длительности символов последовательного кода аналого-цифрового преобразовател  7. Поскольку запись числа символов ведетс  в

Q счетчике 17 по инверсному входу, то предварительно (до начала счета) в него записываетс  общее число символов при передаче приращени  (длительность передачи которых равна Т

5

0

5

0

5

Т

 р

Т3 +

Ти), которое поступает

через нормально открытый четвертый ключ 19 из элемента 20 пам ти общего числа символов при передаче приращени  по сигналу управлени , следующему от делител  25 частоты с периодом повторени  Т. Требуемый период повторени  обеспечиваетс  в результате делени  частоты импульсов мультивибратора 24 в требуемое число раз (равное общему числу символов при передаче приращени ).

Если необходимо передавать полное выборочное значение (а выбираетс  оно поочередно от каждого из источников сообщений с интервалов Тц между соседствующими источниками), то по сигналу на четвертом входе блока 8 закрываетс  нормально открытый ключ 1.9, а по входу управлени  считываетс  с элементом 18 число символов полного выборочного значени  и записываетс  по входу записи в счетчик 17, Одновременно сигналом, поступающим по четвертому входу блока 8, закрываетс  нормально открытый ключ 23, чем предотвращаетс  запуск анализатора 5 погрешности в режим считыва7 ни  адреса активного источника на врем  передачи полного выборочного значени . Счетчик в данном случае сбрасываетс  в О при поступлении числа символов, равного числу символов ПОЛНОГО ВЫбОрОЧНОГО ЗНгчеНИЯ.

В результате некоторой инерционности устройства к времени по влени  символов на входе счета счетчика 17 в нем уже записано требуемое число символов по входу записи. Об обнуле- нии счетчика 17 свидетельствует по вление сигнала на выходе элемента И 21, первый вход которого отслеживает содержимое счетчика 17, а на втором входе посто нно выдаетс  код О с элемента 22 пам ти кода нул . Сигнал с выхода элемента И 21 через нормально открытый ключ 23 поступает на первый выход блока 8 и запускает анализатор 5 погрешности на считывание адреса Активного источника . Лишь в том случае, когда после очередного цикла адаптивного обслуживани  необходимо циклически передавать полное выборочное значение, ключ 23  вл етс  закрытым по сигналу распредител  10 и анализатор 5 погрешности ожидает запуска до момента окончани  счета числа символов полного выборочного значени  (сигнал Считывание адреса на первом входе анализатора 5 погрешности отсутствует ) . Этим также предотвращаетс  возможное совпадение подачи значени  приращени  и полного выборочного значени  на вход аналого-цифрового преобразовател  7.

Рассмотрим работу преобразовател  3 погрешности аппроксимации. В каждом из каналов измер емый процесс с выхода датчика 1 поступает на вход соответствующего этому каналу преобразовател  3 погрешности аппроксимации , т.е. на вход уменьшаемого его вычитател  26, на вход вычитаемого которого поступает значение выборки ранее признанной наиболее активной из элемента 28 пам ти. Полученна  разность поступает на формирователь 29 модул  и далее на делитель 30, в котором осуществл етс  нормировка модул  разности. Пронормированна  разность по второму выходу преобразовател  3 погрешности аппроксимации

Q 5

0 5

0

5

поступает на соответствующий второй вход анализатора 5 погрешности. Каналу , признанному анализатором 5 погрешности активным, даетс  разрешение на передачу приращени  по второму выходу анализатора 5 погрешности . Этим же сигналом после задержки в первом элементе 11 по входу управлени  открываетс  шестой ключ 27 и в элемент 28 пам ти записываетс  текущее выборочное значение данного источника, признанного наиболее активным среди всей совокупности источников . .Одновременно с поступлением на нормировку разность из элемента 26 вычитани  поступает на определитель пол рности. Определитель пол рности реализован на инверторе 31, элементе 32 сравнени , элементе 33 сравнени  и генераторе 34 линейного напр жени . Модуль сигнала приращени  поступает с выхода формировател  29 модул  на первый выход преобразовател  3 погрешности аппроксимации. Сигнал приращени  (разности) поступает одновременно через инвертор 31 на элемент 32 сравнени  с выходом оповещени  - и на элемент 33 сравнени  с выходом оповещени  +, на другой вход элемента 32 сравнени  и элемента 33 сравнени  подаетс  сигнал с выхода генератора 34 линейного напр жени . Если приращение положительно, то сработает элемент 33 сравнени  с выходом +, если отрицательно - то элемент 32 сравнени  с выходом -. Выходной оповещающий сигнал соответствующей схемы сравнени  поступает в генератор знака. Знаковый генератор может быть реализован на элементе ИЛИ 35, двух элементах 36 и 38 задержки, двух ключах 37 и 39 и мультивибраторе 40 с двум  выходами положительных и отрицательных видеоимпульсов (единиц и нулей). Сигнал с выхода оповещени  сработавшему элементу сравнени  (первый элемент 32 сравнени  или элемент 33 сравнени ) поступает параллельно через элемент ИЛИ 35 к мультивибратору 40, а через свои элементы задержки 36 или 38 - к своим ключам 37 или 39 .

На вход знакового генератора, который  вл етс  третьим выходом преобразовател  3 погрешности аппроксимации и одновременно выходом ключа 37 и ключа 39, поступает импульс той пол рности, прохождению которого открыт по входу управлени  соответствующий (37 или 39) ключ. Например, если срабатывает элемент 33 сравнени  с выходом +, то сигнал с его выхода через элемент ИЛИ 35 возбуждает мультивибратор 40, а пройд  через элемент задержки 36, открывает ключ 37 (верхн   строчка на фиг.4) дл  прохождени  положительного импульса мультивибратора 40. Врем  задержки определ етс  временем отработки сигнала в элемент ИЛИ 35 и мультивибраторе 40. Таким образом формируетс  информаци  о знаке приращени .

В анализаторе 5 погрешности находитс  пронормированное значение текущей погрешности, которое поступает с вторых выходов каждого из преобразователен 3 погрешности аппроксимации на второй вход анализатора 5 погрешности, т.е. через вход соответствующего ему выпр мител  41 (диодной сборки) на выход всех 1о§а.п диодов его образующих. С выхода каждого из диодов пронормированна  погрешность поступает на один из входов всех m компараторов 42, причем на неинверсньй вход компаратора 42, соответствующего определенному разр ду адресного регистра 43, подаютс  сигналы с выходов тех канальных преобразователей 3 погрешности аппроксимации, в данном разр де адреса которого имеетс  единица, а на инверсный - сигналы от преобразователей 3 погрешности аппроксимации , адрес которых в данном разр де имеет нуль. Например, если имеетс  восемь каналов, то в каждом выпр мителе находитс  по m lg,8 3 диода, адресный регистр состоит из трех  чеек, вход каждой из которых соединен с выходом соответствующего ему компаратора 42 (всего 3 компаратора). В нашем случае имеетс  восемь адресов, а именно от 000 до 111.

Тот канал, который характеризуетс  наибольшей нормированной погрешностью аппроксимации, устанавливает компараторы 42, соответствующие единичным разр дам его адреса в 1, а соответствующие нулевым - в О. Другие каналы не могут изменить данные выходные состо ни  компараторов 42, поскольку их пронормированные погрешности меньшие, чем наиболее активного канала. Так, если наиболее

0

5

0

5

активен второй канал, что его адрес 001 и на выходе компаратора 42, св занного с первым разр дом адресного регистра 42, находитс  1, так как выход первого диода диодной сборки 41 соединен с неинверсным входом первого компаратора 42, а другие диоды диодной сборки 41 - с инверсными входами второго и третьего компараторов 42, поэтому на выходе этих компараторов 42 наход тс  О. Поскольку выходной сигнал первого преобразовател  3 погрешности аппроксимации больше выходных сигналов второго, третьего и т.д., восьмого, то выходные состо ни  всех компараторов 42 не измен ютс  от воздействи  пронормированных приращений других каналов. Таким образом, в адресном регистре 43 записан адрес наиболее активного канала. Адресный регистр 43 управл ет дешифратором 44, число выходов которого равно числу каналов системы. Сигнал разрешени  по вл етс  на том из его выходов, пор дковый номер которого соответствует номеру наиболее активного канала и поступает на второй вход соответствующего ему элемента И 46.

По сигналу из блока 8, который поступает по его первому выходу на первый вход анализатора 5 погрешности (т.е. на вход управлени  адресного регистра 43), адрес активного канала считываетс  из адресного регистра 43 и поступает по первому его выходу через блок 8 на выход устройства . Чтобы обеспечить передачу кода адреса после передачи кодов значени  приращени  и знака, этот сигнал подаетс  на вход управлени  адресного регистра 43 с задержкой на врем  (Т + Т), что обеспечиваетс  элементом 45 задержки. Этот же сигнал управлени  подаетс  на первые элементы И 46. По вл етс  1 на выходе того из элементов И 46, котора  соответствует наиболее активному каналу, она следует на определенный второй выход анализатора 5 погрешности и открывает в наиболее активном канале ключи 4, ключи 6 и (через элемент 11 задержки) ключ 27.

0

5

0

5

0

Claims (4)

1. Передающее устройство телеизмерительной системы, содержащее ана-

лизатор погрешности, первый выход которого соединен с первым входом блока считывани , первый выход которого  вл етс  выходом устройства, второй выход соединен с первым входом анализатора погрешности, аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с вторым входом блока считывани , и в каждом информационном канале преобразователь погрешности информации , первый ключ и датчик, вы .ход которого соединен с первыми входами первого ключа и преобразовател  погрешности аппроксимации, -первые выходы преобразователей погрешности аппроксимации всех информационных каналов соединены с соответствующими вторыми входами анализатора погреши ности, выходы первых ключей всех ин формационных каналов объединены и подключены к входу аналого-цифрового

преобразовател , отличающее- с   тем, что, с целью повышени  информативности устройства, в него введены распределитель, элемент ИЛИ и в каждый информационный канал вве-. дены второй и третий ключи и элемент задержки, второй и третий выходы преобразовател  погрешности аппроксимации соединены с первыми входами соответственно второго и третьего ключей , выход элемента задержки соединен с вторым входом преобразовател  погрешности аппроксимации, выходы вторых ключей всех информационных каналов подключены к входу аналого- цифрового преобразовател , вторые выходы анализатора погрешности соединены с входами элементов задержки и вторыми входами вторых и третьих ключей соответствующих информацион- ных каналов, выходы третьих ключей информационных каналов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом блока считывани , четвертый вход которого подключен к первому выходу распределител , вторые выходы которого соединены с вторыми , входами первых ключей соответ ствующих информационных каналов.

2. Устройство поп.1, отличающеес  тем, что блок считывани  содержит мультивибратору дели10

15

20

25

30

35

40

45

50

дом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен непосредственно с первым входом второго элемента ИЛИ и через элемент НЕ - с первым входом первого элемента И и  вл етс  первым выходом блока, выход первого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом счетчика, выход счетчика соединен с первым вхо дом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента пам ти, выход второго элемента И соединен с первым входом первого ключа, выход которого  вл ет с  вторым выходом блока, выход мультивибратора соединен непосредственно с вторым входом первого элемента И и через делитель частоты с входом второго элемента пам ти, выход которого соединен с первым входом второго ключа, выход которого и выход третьего элементов пам ти соединены с вторым входом счётчика, второй и третий входы первого элемента ИЛИ, вход элемента задержки  вл ютс  соот ветственно первым, вторым и третьим входами блока, вход мультивибратора, вход третьего элемента пам ти и второй вход второго ключа объединены и  вл ютс  четвертым входом блока.

3. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что преобразователь погрешности аппроксимации содержит ключи, вычитатель, делитель, элемент пам ти, элементы сравнени , элементы задержки, мультивибратор, формирователь модул , элемент ИЛИ, инвертор и генератор линейного напр жени , выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов сравнени , выходы которых соединены непосредственно соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ и через одноименные элементы задержки - с первыми входами одноименных ключей, выходы которых объ- единены и  вл ютс  третьим входом преобразовател , выход элемента ИДИ соединен с входом мультивибратора, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами-соответственно первого и второго ключей, выход третьего ключа через элемент пам ти

тель частоты, .элементы пам ти, ключи, 55 соединен с первым входом вычитател ,

5

0

5

0

5

0

5

0

дом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен непосредственно с первым входом второго элемента ИЛИ и через элемент НЕ - с первым входом первого элемента И и  вл етс  первым выходом блока, выход первого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом счетчика, выход счетчика соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента пам ти, выход второго элемента И соединен с первым входом первого ключа, выход которого  вл етс  вторым выходом блока, выход мультивибратора соединен непосредственно с вторым входом первого элемента И и через делитель частоты с входом второго элемента пам ти, выход которого соединен с первым входом второго ключа, выход которого и выход третьего элементов пам ти соединены с вторым входом счётчика, второй и третий входы первого элемента ИЛИ, вход элемента задержки  вл ютс  соответственно первым, вторым и третьим входами блока, вход мультивибратора, вход третьего элемента пам ти и второй вход второго ключа объединены и  вл ютс  четвертым входом блока.

3. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что преобразователь погрешности аппроксимации содержит ключи, вычитатель, делитель, элемент пам ти, элементы сравнени , элементы задержки, мультивибратор, формирователь модул , элемент ИЛИ, инвертор и генератор линейного напр жени , выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов сравнени , выходы которых соединены непосредственно соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ и через одноименные элементы задержки - с первыми входами одноименных ключей, выходы которых объ- единены и  вл ютс  третьим входом преобразовател , выход элемента ИДИ соединен с входом мультивибратора, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами-соответственно первого и второго ключей, выход третьего ключа через элемент пам ти

счетчик, элементы И, элементы ИЛИ, элемент НЕ и элемент задержки, выход которого соединен с первым вховыход которого соединен через инвертор с вторым входом первого элемента сравнени  и непосредственно с вторым

13

входом второго элемента сравнени  и входом формировател  модул , выход которого через делитель подключен к первому выходу и непосредственно к второму .выходу преобразовател , первый вход третьего ключа и второй вход вычитател  объединены и  вл ютс  первым входом преобразовател , второй вход третьего ключа  вл етс  вторым входом преобразовател .

4. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что анализатор погрешности содержит выпр мители, компараторы, элементы И, элементы за держки, регистр и дешифратор, выходы которого соединены с первыми входами соответствующих элементов И,

3-ий Вход

1-й бкод

пербый дхад

второй вход

3476

14

ю

15 вторые входы которых объединены с входом элементов задержки и  вл ютс  первым входом анализатора, выход элемента задержки соединен с управл ющим входом регистра, выходы выпр мителей соединены с соответствующими пр мыми и инверсными входами соответствующих компараторов, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами регистра, первые выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора, второй выход регистра, выходы элементов И и входы выпр мителей  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами и первыми входами анализатора .

4-ый Вход

2-й

выход

Фиг. 2

1-й 8ыход

к Входу 5/1. S

второй Выход

к Входу б/i. 4 первый Выход

к8ходу длб третий выход

бторые входы

Фиг.Ь

Фиг. 5

nepfau

I вторые

дыходы

первый вход