SU995068A2 - Устройство дл контрол параметров - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относитс  к области централизованного контроп  и может быть использовано при цифровой обработке И№формации о состо нии .объекта, поступающей в вычислительное устройство системы централизованного контрол  как от автоматических датчиков, так и вручную. По основному авт. св. № 849512 известно устройство дл  контрол  параметров , содержащее запоминающий блок, умножитель, ВХРДИ4 соединенный с выходом , блока задани  корректирующих коэффициентов , а вьхходом - со входом первого блока сравнени , и первый сумматор , а также счетчик и последо1зательно соединенные блок выбора минимального значени  и первый блок вычитани , по следовательно соединенные первый ключ, блок выбора максимального значени , второй блок вычитани , второй блок сра& нени  и второй ключ, последовательно соединенные первый квадратор, второй сумматор и йервый делитель и последова- цельно соединенные второй делитель, вго рой квадратор, третий блок вычитани  и блок вычислени  квадратного корн , причем выходы первого сумматора и первого блока сравнени  подключены соответственно к первым входам второго делител  и первого ключа, входы счетчика, блока выбора минимального значени , первого v сумматора и первого квадратора и второй вход первого ключа соединены с выходом запоминающего блока, выход счетчика подключен ко входу блока задани  коррек тирующих коэффициентов и ко вторым входам первого и второго делителей, вторые выходы первого и второго блоков сравнени  подключены соответственно к первому и второму входам запоминающего блока, выход первого блока вычитани  подключен ко второму входу первого блока сравнени , а второй вход - к выходу второго делител  и ко вторым входам второго блока вычитани  и второго ключа, вторые: входы умножител  и третьего блока вычитани  подключены соответственно к выходам блока вычислени  квадратного корн  и первого делител , а второй вход, второп блока сравнени  подсоединен к выходу умножгитеп  Известное устройство обрабатывает выборки ограниченного объема, так как значени  корректирующих коэффициентов табулированы только дл  WS 50, гйе М объем выборки, что приводит к невысокой достоверности результатов контрол  параметров в случае их сильного лекажеки  помехами, когда ограниченный объ..-ем выборки недостаточен дл  получени  :достоверных результатов. Предварительный расчет значений корректирующих коэффициентов дл  Ц 7 50 св зан с необходимостью выполнени  тру доемких вычислений, а хранение коррек тирующих коэффициентов в блоке задани  корректирующих коэффиииентов приводит к увеличению аппаратурных затрат. Целью изобрететш  вл етс  повышение достоверности результатов контрол . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  контрол  параметров введены третий ключ и последовательно соединенные третий блок сравнег ни , четвертый ключ и блок функционального преобразовани , выходом подключен ный ко входу умножител , второй выход третьего блока сравнени  через третий ключ соединен со входом блока задани  корректирующих коэффициентов, а вход третьего блока сравнени  и вторые входы третьего и четвёртого ключей подключены к выходу счетчика. Работа устройства заключаетс  в следующем . Дл  получени  исходной выборки объема и определ ютс  статистические характеристики (среднее значение vvitvi и среднее квадратичное отклонение Оth) и корректирующий множитель (значени заданной доверительной веро тности , равной обычно 0,95, зависит от объема выборки). Выбираетс  минимальное значение из исходной выборки wiiviCj и провер етс  выполнение услови  |Х ;; CV -Vn Ь jy/cTtvi ТГСИ . С) Если это условие выполн етс , то удал етс  из исходной выборки как недостоверное, искаженное помехами и описанна  процедура повтор етс  до тех пор, пока условие (1) не нарушитс . После каждого удалени  недостоверного минимального значени  объем выборки уменьшаетс  на единицу, указанные ставстрческие характеристики пересчитыватс , и задаетс   ругов зйачение коррекирующего коэффициента, соответствуюего фактическому объему выборки. При нарушении услови  (1) подвергают  последовательной проверке максималь вые значени  вз оставшейс  выборки анаогично описанной выше процедуре npt ерки минимальных значений. Значени  корректирующих коэффициентов ;уРи,1,Дл  П$5О содер сатс  в блоке заан1Ш корректирующих коэффшшентов, редставл ющем совокупность запомина щих элементов (регистров), в которых хран тс  константыi Т ЕИЗВ сйучае И 7 5О значени  У вЫисге1ютс  по формуле при заданной до- верительной веро тности Ъ 0,95; )2 i-5+U(ViHb+U(ViMlU(.«)|6Wn-5) где Л) (Vt) Ц) (1 ) функци , обратна  функции нормального распределени . Зависимость (2) реализуетс  блоком функционального преобразова 1и . После удалени  всех недостоверных значений за истинное значение измер емого , параметра принимаетс  среднее значение дл  оставшейс  выборки. На чертеже представлена блок-схема , пред/iaraeMoro устройства. Устройство содержит запоминающий блок 1, информационный вход которого  вл етс  входом устройства, счетчик 2, блоки выбора минимального 3 и максимального 4 значений, первый 5 и второй 6(накапливающие) сумматоры, первый 7и второй 8 делители, блок 9 задани  корректирующих коэффициентов, первый 10 и второй 11 1шадраторы, первый 12, второй 13 и третий 14 блоки вычитани , блок 15 извлечени  квадратного корн , умножитель 16, первый 17, второй 18 и третий 19 блоки сравнени ,первый 2 О второй 21, третий 2 2 и четвертый2 3 ключи и блок24функ1шональногопреобразовани . Блок 3 выбора мтш«(ального значени  содержит элемент пам ти и элемент сравнени  по минимуму, причем первый и вто рой входы элемента сравнени  по минимуму подключены соответственно к входному .зажиму блока 3 выбора минимального значени  и к первому выходу элемента пам ти , вь1ход элемента сравнени  по .минимуму подключен ко входу элемента , пам ти, а выход элемента пам ти выходному зажиму блока выбора мв(ш Мального значени . , Блок 4 выбора максимального значе« ШШ аналогичен блоку 3 выбора минимального значени , за исключением того, что в него входит элемент сравнени  по максимуму. Блок 9 задани  корректирующих фииневтов представл ет совокупность запоминак цйх элементов (регистров), в KOTOjaix хран тс  констакты, завис щие от объема выборси. Блок 24 функиионаиыго чэ преобразовани  реалдаует зависш 1ость (2), т.е. по значению объема вьтборки И определ ет вепичйнуу (и } и содержит набор нелинейных преобразователей. . Устройство работает при автоматическом сборе инфору1ации следующим образом На вход устройства подаютс  измедаи ные через определенные интервалы време

ни VL оцифрованные значени  X i| сигнала датчика измер емого параметра, которые фиксируютс  в запоминающем блоке 1. Полученна  исходна  ылборка из запоминающего блока 1 поступает на счетчик 2 где определ етс  ее объемы, на блок 3 выбора минимального значени , где определ етс  Минимальное значение У ЕЙ из полученной выборки, на первый 5 накапливающий сумматор, в котором опрешгл етс  сумма всех значений выборки .| v(ii) , на второй 11 квадратор./тде

значени  ХСЬ Звозвод тс  в квадрат, и

на первый 20 ключ. . Работа счетчика 2 прекращаетс  по истечении некоторого заданного отрезка времени, определ емого из соображений достаточности выборки и требований быстродействи  устройства. Сигнал на запуск счетчика 2 и сигнал дл  прерывани  счета подаютс  программным блоком, который задает портдок опроса датчиков, интервал времени между последовательными опросами одного и того же датчика И ърем  счета выборки,Программный бло

и цепи управлени  счетчиком 2- на схеме не показаны.и

Полученна  сумма выхода первого 5 накапливающего сумматора подаетс  на первый вход первого 7 делител , на второй вход которого подаетс  значение объема выборки с выхода счет- чика 2. С Еыхода 7 делител  среднеезначение выборки

.СиГ-ТГ1 1-Ьи .

i-l

где вычисл етс  опен среднего квадратного отклонени  выборки (f Ги.

Значение объема выборки ji подаетс 

на первые входы третьего 22 и четвертого 23 ключей и на вход третьего 19 блока сравнени , в котором сравниваетс / с предельным значением Ьг,. Если liS 50, то третий 19 блок сравнени  вы

дает сигнал I, идущий с его первого выхода на второй вход третьего 22 ключа , который открываетс  и пропускает значение на блок 9 задани  корректирую ющих коэффициентов. Четвертый 23 ключ при этом закрыт сигналом О, поданным на его второй вход со второго выхода третьего 19 блока сравненн ,

Если 7 50, то третий 22 ключ за, крываетс  по сигшлу О, идущему на его второй вход с первого выхода третьего 19 блока сравнени , а четвертый 23 ключ открываетс  по сигналу 1, поступающему на его второй вход со второго выхода третьего 19 блока сравнени , и пропускает значение объема выборки V на блок 24 функционального преобразовани , который реализует зависимость (2).

Claims (2)

1. Таким, образом, в зависимости от объема выборки , значение корректирующего коэффициента иЗ за даетс  либо блоком 9 задани  корректирующего коэффициента (еслиП 5О),.либО блгасом 24 фу.нкцйо- нального преобразовани  (если vi 50) и поступает на второй вход умножител  16, на первый выход которого подаетс  onetoca среднего квадратичного отклонени  eft и с выхода блока 15 извлечени  квадратно; го корн . 686 через первый 10 квадратор подаетс  на -. первый вход третьего 14 блока вычвтатш .. С выхода второго 11 квадратора зю 4eHHeJxCfc;j35 подаетс  на втортй 6 накапливающий сумматор, где определ етс  .Z |x ti Полученна  сумма поступает ва первый вход второго 8 де нтел , на второй вход которого подаетс  зр чешзе объема выборки ,У1 с выхода счетчика
2. 2. . С выхода второго 8 делител  второй начальный статистический момент вы6о( ки. . /;. /tJla.twl подаетс  на второй вход третьёзго 14 .ка вычитани , в которсад определ етс  , Оценка дисперсии выборки dt h r jhij-iw l. Полученна  оценка cff)i 3с выхода треть егю 14 блока вычитани  подаетс  на блок 15 извлечени  квадратиого корн . Умножитель-16 вычисл ет проиэведбв. кие сГЕЫ С которое подаетс  на вторые входы пертого 17 в второго 18 блоков сравнени . Полученное блоком 3 выбора м0Н№ мального звачени , минимальное значение f Y t fioaaeTcs на пе1®ый вход первого 12 блока вычитани , на второй вход которого постукает среднее- значение с выхода первого 7 делител . Абсолютное зшчение разности yryi-ji -lfflliliQCTynaeT на первый вход первого. 17 блока сравнени . Если ,-iy, 1 сГПи37Г И, то первь1й блок 17 сравнени  вырабатывает сигнал 1, идущий с его второго выхода да первый вход запоминающего блока 1, в котором стираетс  значение У vninDi как недостоверное. Над .оставшимс  (iu-l)«Bayi значением повтор ютс  все взышеописан- ные операции до тех пор, пока не будет выполнено условие y tM-e -mi:vi43| rf vi-e ri:v -€, з) где 6 - количество удаленных минимальных значений в исходной выборке, Е 0,1,2,... При выполнении услови  (3) первый блок 17 сравнени  вырабатывает сигнал I, идущий с первого выхода на первый вход Первого 20 ключа, который лропуокает выборку объема (Ц-б), оставшуюс  в запоминающем блоке 1, через свой/ второй вход на блок 4 выбора максимального значени , где определ етс  максимальное значение yviQy tn-ED-Значение подаетс  на первый вход второго 13 блока вычитани , на второй вход которого среднее значение с выхода первого 7 делител . Абсолютное значение разности /Хтох О-WiCn-C / поступает на первый вход второго 18 блока сравнени , на второй вход .которого поступает произведение сГ И-бЗ л Гл-Пс выхода умножител  16. Ecли У VlC кLИг -И1Iv1-tЗ /(f lEJг1ЫЗ, то второй 18 блок сравнени  вырабатывает сигнал i, идущий с его второго Еыхода на второй вход запоминающего блока 1, в котором стираетс  значение X gjjCV-O как недостоверное. Над оставщиv c  (и - )-им значением повтор ютс  описанные ваше операции до тех пор пока не будет выполнено условие . |Хуу,а У -г-кЗ-у« и-Е-к11 сГ и-е-КЗ-ЗгСм-е-Ю ,(4) где К - количество удаленных значений в исходной хагборке, «0,1,2,... При выполнении услови  (4) второй 18 блок сравнени  вырабатывает сигнал 1, идупшй с его первого выхода на первый вход второго ключа 21, на второй Вход которого подаетс  среднее значение ГиСи- -1. с выхода первого делител  7, Второй ключ 21 пропускает среднее значение шСи-с- К 3 на выход устройства, которое принимаетс  за истинное значение измер емого параметра. Таким образом, предлагаемое устройство осуществл ет последовательную проверку измеренных значений сигнала датчика с учетом статистических свойств полученной выборки любого объема и уда- ление недостоверных значений, искаженных помехами. Повышение досговерности получаемой информации при контроле объектов имеет существенное народно-хоз йственное значение . Основным источником экономической эффективности от применентш предложенн ного устройства  вл етс  повышение эффекттшности . контрол  и управлени  объ актом на основе более точных значений измер емых параметров. Экономический эффект от использова ни  предлагаемого устройства на одном нефтегазодобывающем предпри тии дл  контрол  и управлеш-га объектами добычи и подготовки нефти обуславливаетс  по- вышением точности измер емых парамет ров на 1.., 3%, что снижает неоцреде ленность -в плашровании добычи нефти по предпри тию-ориентировочно на 30.,. 5О т/сут. Уменьшение неопределенности в планировании добычи нефти снижает потребность в материально-энергетических и трудовых ресурсах. Ориентировочна  экономическа  эффективность от снижени  неопределенности в добыче нефти на 40 т/сут. при себестоимости нефти около 8 руб./т составл ет В год 4О- 365-8 115 тыс. руб. Формула изобретени  Устройство дл  контрол  параметров по авт. CS. № 849512, отличаю™ щ е е с   тем, что, с целью повышени  достоверности результатов контрол , в него введены .третий ключ и последовательно соединенные третий блок сравне- ни , четвертый ключ и блок фyшiш of aль ного преобразовани , выходом подключе ный к входу умножител , второй выход третьего блока сравнени  через третий 9ббёббб10 ,

   ключ соединен с входом бпока задани  Источники т1формацин,

   корректирующих; коэффициентов, а входприн тые воВнимание при экспертизе

   третьего бпока сравнени  в вторые входы 1. Авторское свидетельство СССР третьего и четвертого кпючей подключены - № 849512, кл. & 05 В 23/02, к выходу счетчика.5 Q Об F 15/46, 1979 (прототип).

   0

   S&/jeff

   //

   /7

   ff

   //

   7

   /

   I

   6X0

   //

   //

   /

   ХЗ

   лг