SU1628024A1

SU1628024A1 - Measurement system

Info

Publication number: SU1628024A1
Application number: SU884601759A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Чернов
Original assignee: А.Н.Чернов
Priority date: 1988-11-02
Filing date: 1988-11-02
Publication date: 1991-02-15

Abstract

Изобретение относитс к технике магнитных измерений и может быть использовано дл контрол параметров листовой электротехнической стали, посто нных магнитов и других ферромагнитных изделий в процессе производства, сбора и обработки измерительной информации. Целью изобретени вл етс повышение быстродействи системы. Информаци с выхода блока 1, который содержит блок 8 датчиков индукции , блок 9 датчиков напр женности, блок 10 магнитной проницаемости, блок 11 температуры контролируемого издели и блок 12намагничивани , поступает через измерительные модули 2 и первую группу базовых модулей 3 в функционально-вычислительные модули 4 Система содержит также видеотерминальный модуль 5, блок б интерфейса и блок 7 сопр жени . В цифровой код информаци преобразуетс АЦП 16, на вход которого аналоговые сигналы коммутируютс блоком 13с помощью интерфейса 14. Модули системы включают также интерфейса 15 и 27, блоки пам ти 17, 24 и 29, блок сопр жени 28. мультиплексоры 25, 26, тест-контроплер 30. Каждый из базовых модулей включает параллельный и последовательный адаптеры 18 и 22, процессорный элемент 19, таймер 21 .блок 20 пам ти и контроллер 23 прерываний. Система допускает замену любого базового модул запасным, кольцевую замену модулей 3, наращивание числа модулей 2, 3 и 4. 1 ил СО СThe invention relates to a technique of magnetic measurements and can be used to control the parameters of electrical steel sheet, permanent magnets and other ferromagnetic products in the production process, the collection and processing of measurement information. The aim of the invention is to increase the speed of the system. Information from the output of block 1, which contains a block of 8 induction sensors, a block of 9 sensors of intensity, a block of 10 magnetic permeability, a block 11 of the temperature of the monitored product and a block 12 of magnetization, flows through the measuring modules 2 and the first group of basic modules 3 to the functional computing modules 4 The system also contains a video terminal module 5, an interface block b and an interface block 7. Information is converted to a digital code by the ADC 16, to which analog signals are switched by the input unit 13 using interface 14. The system modules also include interface 15 and 27, memory blocks 17, 24 and 29, interface block 28. multiplexers 25, 26, test- controler 30. Each of the basic modules includes parallel and serial adapters 18 and 22, processor element 19, timer 21. memory block 20, and interrupt controller 23. The system allows the replacement of any base module with a spare, an annular replacement of modules 3, increasing the number of modules 2, 3 and 4. 1 sludge CO С

Description

Изобретение относитс к магнитным измерени м и может быть использовано дл контрол параметров листовой электротехнической стали, посто нных магнитов и других ферромагнитных изделий в процессе производства, сбора и обработки измерительной информации.The invention relates to magnetic measurements and can be used to control the parameters of electrical steel sheet, permanent magnets and other ferromagnetic products during the production, collection and processing of measurement information.

Целью изобретени вл етс повышение надежности системы.The aim of the invention is to increase the reliability of the system.

На чертеже изображена функциональна схема измерительной системыThe drawing shows a functional diagram of the measuring system

Система содержит блок 1 первичных преобразователей, выходы которого соединены с входами измерительных модулей 2, шины управлени и данных которых соединены с соответствующими шинами первойThe system contains a block 1 primary transducers, the outputs of which are connected to the inputs of the measuring modules 2, the control and data buses of which are connected to the corresponding buses of the first

группы из п- базовых модулей 3, последовательные шины которых соединены с последовательными шинами функционально-вычислительных модулей 4, последовательные шины которых соединены с соответствующими шинами второй группы из m модулей 3, внутренние шины которых могут быть объединены . Последний модуль 3 подключен к шинам видетерминального модул 5.groups of p-base modules 3, the serial buses of which are connected to the serial buses of the functional computing modules 4, the serial buses of which are connected to the corresponding buses of the second group of m modules 3, whose internal buses can be combined. The last module 3 is connected to the tires of the terminal module 5.

Система включает также блок 6 интерфейса и блок 7 сопр жени . В состав блока 1 вход т блок 8 датчиков индукции, блок 9 датчиков напр женности пол , блок 10 магнитной проницаемости, блок температуры контролируемого издели и блок 12 намагничивани .The system also includes an interface unit 6 and an interface unit 7. Block 1 includes a block of 8 induction sensors, a block of 9 field strength sensors, a magnetic permeability block 10, a temperature block of the monitored product and a magnetization block 12.

о ю с оabout you

N3 NN3 N

Модуль 2 содержит блок 13 коммутации, интерфейс 14 блока коммутации, интерфейс 15 функционального модул , программируемый АЦП 16 и блок 17 пам ти.Module 2 contains a switching unit 13, a switching unit interface 14, a function module interface 15, a programmable ADC 16 and a memory unit 17.

В состав каждого базового модул 3 вход т параллельный адаптер 18, центральный процессорный элемент 19. блок 20 пам ти , программируемый таймер 21, последовательный адаптер и контроллер 23 прерываний.Each base module 3 includes a parallel adapter 18, a central processing element 19. a memory block 20, a programmable timer 21, a serial adapter, and an interrupt controller 23.

Модуль 4 включает блок 24 пам ти и мультиплексор 25 последовательных шин,Module 4 includes a memory block 24 and a 25 serial bus multiplexer,

Аналогичный мультиплексор 26 входит в состав блока 5 нар ду с интерфейсом 27 функционального модул , блоком 28 сопр жени и блоком 29 пам ти. В системе может быть также использован тестовый контроллер 30, предназначенный дл обнаружени неисправного базового модул 3 путем имитации магнитометрической информации на его входных шинах и контрол данных на его выходных шинах.A similar multiplexer 26 is included in block 5 along with an interface 27 of a function module, a block 28 of interconnection and a block 29 of memory. A test controller 30 can also be used in the system to detect a faulty base module 3 by simulating magnetometric information on its input buses and monitoring data on its output buses.

В качестве датчиков индукции и напр женности в блоках 8 и 9 могут быть использованы гальваномагнитные преобразователи и феррозонды В блоке 10 могут быть использованы вихретоковые или индукционные1 преобразователи л в блоке 11 - термопары . Блок 12 может быть выполнен в виде электромагнита или соленоида, программа работы которого задаетс с пульта через блок 28, модуль 5. соответствующие модули 4, 3, 2 (дл данного модул 2 АЦП 16 не используетс , направление сигналов на входе модул 2 иное, чем у остальных модулей ).Galvanomagnetic transducers and flux-probes can be used as induction and voltage sensors in blocks 8 and 9. In block 10, eddy current or induction converters 1 can be used in block 11 - thermocouples. Unit 12 can be made in the form of an electromagnet or a solenoid, the work program of which is set from the console through block 28, module 5. the corresponding modules 4, 3, 2 (for this module 2, the ADC 16 is not used, the direction of the signals at the input of module 2 is different than other modules).

Блок 13 и интерфейс 14 могут быть выполнены в виде мультиплексора, осуществл ющего последовательное подключение входных аналоговых сигналов модул 2 к входу АЦП 16: адрес соответствующего канала транслируетс из первого модул 3 через интерфейс 15 и АЦП 16 в интерфейс 14, где он дешифрируетс в позиционный код, управл ющий ключами блока 13, входной сигнал которого через интерфейс 14 подаетс на вход АЦП 16.Block 13 and interface 14 can be made as a multiplexer that serially connects the input analog signals of module 2 to the input of ADC 16: the address of the corresponding channel is transmitted from the first module 3 via interface 15 and ADC 16 to interface 14, where it is decrypted into a position code that controls the keys of the block 13, whose input signal through the interface 14 is fed to the input of the A / D converter 16.

Выполнение всех интерфейсов системы определ етс структурой сопр гаемых ими блоков. Помимо селекции (мультиплексировани или демультиплексировани ), интерфейс не выполн ет функциональных преобразованийThe execution of all interfaces of the system is determined by the structure of the blocks they conjugate. In addition to selection (multiplexing or demultiplexing), the interface does not perform functional transformations.

В качестве блоков пам ти (блоки 17. 20, 24 и 29) могут быть использованы ОЗУ (КР541РУ2) и ППЗУ (К573РФ2).RAM (KR541RU2) and PROM (K573RF2) can be used as memory blocks (blocks 17. 20, 24, and 29).

Базовый модуль 3 представл ет собой микропроцессорный контроллер МК80/02, построенный на базе ИМС 580 серии. Например , адаптер 18 представл ет собойBasic module 3 is a microprocessor controller MK80 / 02, built on the basis of the IC 580 series. For example, adapter 18 is

микросхему КР580 ВВ55А, элемент 19 - КР580ИК80А, в качестве таймеров 21 использованы микросхемы КР580ВИ53, адаптер 22 выполнен на микросхемахchip KR580 BB55A, item 19 - KR580IK80A, KR580VI53 chips are used as timers 21, adapter 22 is made on the microcircuits

КР580ВВ51А. а котроллер 23 - КР580ВН59. Внутренн шина модул 3 представл ет собой совокупность внутренних шин (адресной , данных, управлени и пам ти), вл сь локальным интерфейсом контроллера. ВKR580VV51A. and the controller 23 - KR580BH59. The module 3 internal bus is the set of internal buses (address, data, control, and memory) that is the local interface of the controller. AT

0 дальнейшем под шиной данных или шиной управлени понимаетс функциональное назначение шины, а не ее выполнение, которое зависит от типа использованных микросхем . Например, шина данных может0 hereinafter, the data bus or control bus means the functionality of the bus, and not its implementation, which depends on the type of chips used. For example, a data bus may

5 включать три шины: данных, управлени и адресную.5 include three buses: data, control and address.

Блок 7 сопр жени , как и блок 28, включает преобразователи уровн (усилители мощности), интерфейс индикатора, клавиа0 туры принтера.Block 7, as well as block 28, includes level converters (power amplifiers), an indicator interface, and a printer keypad.

Измерительна система работает следующим образом.The measuring system works as follows.

Информаци от блоков 8-12 преобразуетс соответствующими модул ми 2 в циф5 ровои вид, подвергаетс предварительной математической обработке в соответствующих модул х 3, преобразуетс ими в последовательный код и транслируетс в один из модулей 4. Здесь данные мультиплексиру0 ютс на вход соответствующего модул 3 второй группы, где подвергаютс окончательной обработке и поступают на модуль 5 и через блок 6 в блок 7.The information from blocks 8-12 is converted by the corresponding modules 2 into a digital form, subjected to preliminary mathematical processing in the corresponding modules 3, converted by them into a serial code and transmitted to one of the modules 4. Here the data is multiplexed to the input of the corresponding module 3 of the second group where they undergo final processing and arrive at module 5 and through block 6 into block 7.

Дл того, чтобы рассмотреть работу си5 стемы подробнее,остановимс на назначении отдельных элементов системы, учитыва , что перечень функций дл программного блока однозначно определ ет алгоритм его работы, также однозначно св 0 занный с программой, заложенной в ППЗУ или на магнитном носителе.In order to consider the operation of the system in more detail, we will stop at the purpose of the individual elements of the system, taking into account that the list of functions for the program block uniquely determines the algorithm of its work, also uniquely associated with the program embedded in the EPROM or on magnetic media.

Назначение базового модул 3 определ етс его включением в одну из групп. При подключении к блоку 17 блок 3 осуществл 5 ет выбор канала, т.е. управление блоком 13, управление режимом работы АЦП 16, трансл цию сигналов управлени (например, запуска , готовности и т.п.), предварительную обработку измерительной информации The purpose of the base module 3 is determined by its inclusion in one of the groups. When connected to block 17, block 3 selects a channel, i.e. control unit 13, the operation mode of the ADC 16, translation of control signals (for example, start-up, readiness, etc.), preliminary processing of measurement information

0 (фильтрацию, нормализацию, линеаризацию по результатам предварительной калибровки и т.п.) и передачу измерительной информации на последовательную шину. При подключении к блоку 29 модуль 30 (filtering, normalization, linearization according to the results of preliminary calibration, etc.) and transfer of measurement information to the serial bus. When connected to block 29, module 3

5 осуществл ет прием сигналов управлени от блока 28 (с клавиатуры пульта) и их трансл цию в соответствующий модуль 3 второй группы, а также прием информации по выходной- последовательной шине мультиплексора 26 и передачу ее на индикатор5 receives control signals from block 28 (from the keyboard of the console) and translates them into the corresponding module 3 of the second group, as well as receiving information via the output-bus of the multiplexer 26 and transmitting it to the indicator

через блок 28 Мультиплексоры 25 и 26, как и интерфейс 14, предназначены дл дешифрации адреса канала, его запоминани и преобразовани в позиционный код, дл чего в их состав включаютс селектор адреса, регистр адреса и соответствующий дешифратор .through block 28, multiplexers 25 and 26, like interface 14, are designed to decipher the channel address, store it and convert it into a position code, for which they include the address selector, the address register and the corresponding decoder.

При подключении к блоку 24 модуль 3 выполн ет управл ющие функции опрос первой группы модулей 3 (в пор дке возрастани номера модул 3 опрашиваетс очередной модуль, выставивший сигнал готовности данных); обработку информации , например интегрирование, вычисление потерь на перемагничивание. определение погрешностей преобразовани , температурных зависимостей и т п.: трансл цию информации на кассетный накопитель или принтер, в другой модуль данной группы, выделенный дл св зи с индикатором, или сразу на индикатор; тестированиеWhen connected to block 24, module 3 performs control functions to interrogate the first group of modules 3 (in order to increase the number of module 3, the next module is polled, setting a data readiness signal); information processing, such as integration, the calculation of the loss of magnetization reversal. determination of conversion errors, temperature dependencies, and so on: translation of information to a cassette drive or printer, to another module of this group, allocated for communication with the indicator, or directly to the indicator; testing

Таким образом, модуль 3 в данной системе вл етс многофункциональным Модули 3 выполн ютс в виде отдельных конструктивных единиц, что позвол ет мен ть их местами, замен ть.Thus, module 3 in this system is multifunctional. Modules 3 are made as separate structural units, which allows them to be interchanged and replaced.

В простейшем случае система включает три модул 3 т.е m п 1. Б этом л.1 те система вл етс трехпроцессорной Ре монтопригодность такой системы вышо -IPM известной, поскольку оператор имеет PTV можносгь заменить любой пз мом/ .ой 3 Вывод о неисправности модул 3 дечтр сч на основе тестировани или наблюдени за изменением данных на индикаторе (дисплее ): если информаци не мен етс неисправен модуль 3 управлени если имеют место помехи - модуль 3 модул 5 и т д 3 го особенно удобно в полевых услови х дл бортовых систем, где один запасной модуль 3 позвол ет путем кольцевой замены опрр- делить неисправный модуль и восстановить функционирование системы. Пропускна способность системы даже в этом простейшем случае существенно выше, чем у известной , благодар разделен ю вычисли- тепьных функций, пррдьарительной обработке информации модуп ми 3 первой группы, следовательно, в управл ющий модуль 3 транслируетс только существенна информаци .In the simplest case, the system includes three modules 3, that is, m p 1. In this p. 1, the system is three-processor. The reproducibility of such a system above is IPM known, since the operator has PTV can be replaced with any license. module 3 of the DTS on the basis of testing or observing changes in the data on the display (display): if the information does not change the control module 3 is faulty if interference occurs - module 3 module 5 and the third stage is especially convenient in field conditions for onboard systems where one spare module 3 allows by replacing an annular oprr- divide the faulty module and restore system operation. The capacity of the system, even in this simplest case, is significantly higher than that of the well-known, due to the separation of computational functions, the usual processing of information by moduses 3 of the first group, therefore, only essential information is transmitted to the control module 3.

Предлагаема система позвол ет произвести автокалибровку измерительного тракта и автоматическую диагностику модулей , регистрацию и накопление экспериментальных данных по заданным каналам дл последующего экспресс-анализа и полной обработки, математическую обработку результатов измерений по каждому каналу,The proposed system allows automatic calibration of the measuring path and automatic diagnostics of modules, recording and accumulation of experimental data on specified channels for subsequent rapid analysis and complete processing, mathematical processing of measurement results for each channel,

хранение результатов на магнитной ленте, пультовый ввод-вывод, индикацию данных и состо ни системы в реальном времени. Кроме того, система допускает наращивание вычислительной мощности дл увеличени пропускной способности. Это осуществл етс увеличением числа измерительных модулей 2 и соответствующих модулей 3 первой группы. При такомstorage of results on magnetic tape, console I / O, data display and system status in real time. In addition, the system allows for increased computing power to increase throughput. This is done by increasing the number of measurement modules 2 and the corresponding modules 3 of the first group. With this

наращивании наступает момент, когда одного управл ющего модул 3 недостаточно дл опроса всех измерительных модулей 2. В этом случае система допускает наращивание числа модулей второй группы, а вышеописанный алгоритм опроса ими модулей 2 обеспечивает автоматическое поддержание посто нной частоты опроса каждого канала. Этот эффект про вл етс только в системе с большим числом измерительных модулейthe time comes when one control module 3 is not enough to poll all measurement modules 2. In this case, the system allows the number of modules of the second group to grow, and the algorithm described above for polling module 2 automatically maintains a constant poll frequency of each channel. This effect appears only in a system with a large number of measurement modules.

2 и несколькими управл ющими модул ми 3 второй группы2 and several control modules 3 of the second group

Таким образом, в отличие от известной системы предлагаема система обладает более высокими пропускной способностьюThus, in contrast to the known system, the proposed system has a higher throughput.

и быстродействием Так, если пропускна способность известной системы ограничена 4-5 каналами, обрабатываемыми последовательно , то в макете предлагаемой система их 84 Надежность системы, такжеand speed. So, if the capacity of a known system is limited to 4-5 channels processed sequentially, then in the layout of the proposed system their 84 Reliability of the system is also

1,ысокэ благодар высокой ремонтопригод- 1 ости тестированию, возможности ммены наименее надежного базового мод ,.1, highly thanks to the high maintainability of testing, the ability to change the least reliable basic mode,.

Claims

Invention Formula

Measuring, containing

the unit of primary converters, the outputs of which are connected to the inputs n of the measuring modules, as well as the first function; on-compute module and block

interface, characterized by the fact that, with a cent / d, increase in reliability, it is equipped with an interface unit, a video-terminal module, m functional-computing modules and (n + m + 2; base modules, with

This data bus of the first group of p base modules is connected to data buses of measuring modules whose control buses are connected to internal buses of the first group of base modules, the serial buses of which are connected to the first group of combined serial buses of functional computation modules. the second group of serial buses which is connected to

the first serial buses of the second group of m + 1 base modules, the internal buses of which are connected to the control buses of the respective functional and computing modules, the data bus of the interface block connected to the external

the data bus of the interface unit whose internal data buses are connected to the data buses of the second group of base modules, the second serial buses of which are connected to the first group of serial buses of the video terminal module, the second group of serial buses of which are connected to serial

buses (n + m + 2} -ro base module, the internal bus and the data bus of which are connected respectively to the control bus and the data bus of the video terminal module, and the serial buses of the interface unit are connected to the third serial buses of the second group of base modules.

Printer,

India

KflaSuom