Устройство для контроля рассредоточенных объектов

Скачать ZIP архив.

Текст

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАССРЕДОТОЧЕННЫХ ОБЕКТОВ(57) Изобретение относится к телемеханике и может быть использовано для дистанционного контроля параметров работы скважин. Целью изобетения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности путем сокра(в) Ш (и) 2001441 С 1 (51) щения времени опроса устройства и увеличение достоверности контроля работы источника питания Устройство для контроля рассредоточенных объектов содержит датчик параметров объекта 1, блок измерения 2, оперативный блок 3 памяти, радиопередатчик 4, радиоприемник 5, блок контроля 6 заряда аккумуляторной батареи, блок управления 7, таймер 8, коммутатор 9, блок памяти 10, состоящий из аккумуляторной батареи 11, батареи солнечных фотоэлементов 12, термогенератора 13, первого и второго диодов 14, 15 датчика тока 16 и ключа 17, датчик 18 напряжения аккумуляторной батареи, датчик 19 батареи солнечных фотоэлементов и датчик 20 термогенератора. Контроль параметров объекта осуществляется по команде с диспетчерского пункта. 5 ил.Изобретение относится к телемеханике и может быть использовано для дистанционного контроля параметров работы скважин,Известно устройство для контроля рассредоточенных обьектов, содержащее радиоприемник, блок измерения, радиопередатчик, блок питания, таймер и коммутатор, первый и второй входы которого соединены соответственно с блоком питания и выходом таймера, а первый, второй и третий выходы - с входами радиоприемника, радиопередатчика и блока управления,Недостатками известного устройства являются отсутствие контроля режима работы источника питания и продолжительное (единицы и десятки минут) время передачи информации от исполнительного пункта к диспетчерскому пункту,Наиболее близким к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для контроля рассредоточенных объектов, содержащее датчики параметров объектов, датчик напряжения аккумуляторной батареи, радиопередатчик, радиоприемник, коммутатор, блок управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым входом коммутатора и входом модуляции радиопередатчика, вход питания которого соединен с первым выходом коммутатора, блок измерения, информационные входы которого соединены с датчиками параметров обьекта, блок контроля заряда аккумуляторной батареи, блок питания, состоящий из батареи солнечных фотоэлементов, термогенератора и аккумуляторной батареи, соединенной с входами питания коммутатора, блока контроля заряда аккумулягорной батареи и входом датчика напряжения аккумуляторной батареи.В известном устройстве предусмотрен контроль режима работы источника питания; контроль величины заряда аккумуляторной батареи производится по величине напряжения на ее зажимах,Известное устройство имеет следующие недостатки: относительно длительное время радиоконтакта исполнительного пункта с диспетчерским; необъективный контроль степени заряженности аккумуляторной батареи; косвенный контроль производительности солнечных фотоэлементов и термогенератора.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности путем сокращения времени радиоконтакта исполнительного и диспет 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 черского пунктов и увеличения достоверности контроля работы источника питания.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - функциональная схема блока контроля заряда аккумуляторной батареи; на фиг, 3 - характеристика зависимости напряжения аккумуляторной батареи от величины заряда; на фиг. 4 - функциональная схема блока управления; на фиг. 5 - функциональная схема блока измерения,Устройство для контроля рассредоточенных объектов содержит датчики 1 параметров объекта, блок 2 измерения, оперативный блок 3 памяти, радиопередатчик 4, радиоприемник 5, блок б контроля заряда аккумуляторной батареи, блок 7 управления, генератор 8 импульсов. коммутатор 9, блок питания 10, состоящий из аккумуляторной батареи 11,батареи 12 солнечных фотоэлементов, те рмогенератора 13, развязывающих диодов 14 и 15, датчика 16 тока и ключа 17, датчик 18 напряжения аккумулятивной батареи, датчик 19 батареи солнечных фотоэлементов, датчик 20 термогенератора.Блок б контроля заряда аккумуляторной батареи содержит сумматор 21, схему 22 выделения абсолютной величины сигнала, преобразователь 23 напряжения в частоту, делитель 24 частоты, реверсивный счетчик 25, компаратор 26, кнопку 27, схему 28 сравнения.Блок 7 управления содержит декодер 29, регистр 30, кодер 31, элемент ИЛИ 32, источник 33 эталонного напряжения, схему 34 начальной установки.Блок 2 измерения содержит схему 35 начальной установки, счетчики 36, 37 и 38, триггер 39, элемент И 40, управляемый генератор 41 импульсов, первый мультиплексор 42, преобразователь 43 напряжения в частоту, элемент И 44, генератор 45 импульсов, второй мультиплексор 46. формирователь 47 импульсов.Устройство работает следующим образом,Устройство может находиться в одном из четырех состояний: пауза, прием, передача и измерение,Генератор 3 импульсов периодически с интервалом То на время Тп через коммутатор 9 подключает питание к радиоприемнику 5 и блоку 7 управления, При этом То - длительность паузы, Тп - длительность работы радиоприемника. Цикл обмена информацией между диспетчерским и группой исполнительных пунктов заключается в следующем, 2001441Первоначально диспетчерский пункт непрерывно, поочередно излучает информационные посылки (команды на измерение), содержащие адреса каждого1 исполнительного пункта с периодом Тл в течение времени Т. Чтобы радиоконтакт1состоялся со всеми исполнительными пунк 1 тами необходимо выполнить условия: ТТ + Тл и ТлТыН, где Н - количество устройств, работающих с одним диспетчерским пунктом.В блоке 7 управления принятая с диспетчерского пункта информация декодируется и идентифицируется с адресом исполнительного пункта, В случае совпадения адресов блок 7 вырабатывает управляющий сигнал начала измерения для блока 2, В процессе измерения сигналы с датчиков 1 и датчиков напряжения 18, 19, 20 усредняются за время, например 30 с каждый и записываются в блок 3. Чтобы устройство не вышло в режим измерения дважды необходимо выполнить условие; ТлТ где Ти -1время цикла измерения.После окончания цикла измерения диспетчерский пункт начинает цикл опроса, т.е, излучать информационные посылки (команды на запрос информации), содержащие адреса каждого исполнительного пункта с периодом Тв течение времени, пока они не будут опрошены,Если после декодирования в блоке 7 управления адрес, содержащийся в посылке, совпадает с адресом исполнительного пункта, а код соответствует команде на запрос информации блок 7 через коммутатор 9 подключает питание радиопередатчика 4 и через время (10-20 мс) выхода на режим начинает модуляцию радиопередатчика 4, В эфир излучается информационная посылка, содержащая адрес исполнительного пункта и информацию с датчиков, хранящуюся в блоке 3,Оперативность опроса всех исполнительных пунктов гарантируется выбором небольшой величины Т - несколько минут, низкое среднее потребление электроэнергии блоком 7 управления и радиоприемником 5 обеспечивается высокой скважностью подачи питания на укаэанные блоки То+Тп50-100 а радиопередатчикомТлкратковременной (сотни миллисекунд) его работой.В паузах, когда потребление энергии минимально, аккумуляторная батарея 11 находится в режиме подзаряда от батареи 12 солнечных фотоэлементов или термогенератора 13 Ток подэаряда измеряется датчи 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ком 16 тока и информация с датчика 16 поступает в блок 6 контроля заряда аккумуляторной батареи, Информация о токе разряда поступает в блок 6 с блока 7 управления Если заряд аккумуляторной батареи превысит некоторое значение 01 (фиг, 3), то блок 6 через коммутатор 9 и ключ 17 отключит цепь подзаряда, если заряд окажется меньше Ог, то блок 6 блокирует подачу питания на все блоки, кроме блока генератора 8 и коммутатора 9. Таким образом устраняется опасность как перезаряда аккумуляторной батареи, так и разряда ее ниже допустимой нормы.В режиме измерения 9 отключает подзарядку аккумуляторной батареи. Датчиком 18 измеряется напряжение аккумуляторной батареи под нагрузкой. Датчиками 19 и 20 измеряются напряжения холостого хода батареи 12 солнечных фотоэлементов и терморегулятора 13, Информация о значениях этих напряжений передается на ДП. По напряжению холостого хода батареи солнечных фотоэлементов и терморегулятора судят об их работоспособности. Блок 6 контроля заряда аккумуляторной батареи может быть реализован по схеме, и изображенной на фиг, 2,На прямой вход сумматора 21 подается напряжение, пропорциональное току подэаряда аккумуляторной батареи Оз 1 с датчика тока 16, на инверсный вход напряжение, пропорциональное току разряда Ор- р с блока 7 управления, Ток разряда 1 р в различных режимах довольно точно известен, поэтому блок 7 для каждого режима формирует фиксированные напряжения, пропорциональные току потребления от аккумуляторной батареи с учетом тока саморазряда, Напряжение О Х= ОэОр с выхода сумматора поступает на вход схемы 22 выделения абсолютной величины сигнала, затем на вход преобразователя 23 напряжения в частоту и далее на вход делителя 24 частоты. После делителя 24 частоты импульсы поступают на счетный вход реверсивного счетчика 25. Система преобразователь напряжения в частоту - счетчик осуществляют цифровое интегрирование сигнала, Количество импульсов, сосчитанных счетчиком;./ (1 Р)11 Ь 0где ЛО - изменение величины заряда аккумулятора за время Т,Компаратор 26 осуществляет управление направлением счета реверсивного счетчика 25. При 1 Р прямой счет, заряд, при 1,1 р - обратный счет, разряд, 200144"В исходном состоянии аккумуляторная батарея заряжена до величины 01 (фиг. 3). Нажатием кнопки 27 счетчик 25 устанавливается в исходное состояние, соответствующее заряду 01, В процессе работы устройства содержимое счетчика меняется и сравнивается на схеме 28 сравнения с двумя порогами 01 и 02, Как только заряд аккумуляторной батареи достигает значения 01, подэаряд аккумуляторной батареи отключается выходом 0 = 0, а как только величина заряда упадет до величины 01 выходом 0 = 02 блокируется включением блоков 2,4,5,7.Подобная несколько усложненная структура блока 6 выбрана потому, что включение датчика тока 6 в общую цепь разряда-заряда аккумуляторной батареи 11 привело бы к излишней потере мощности на датчике тока в режиме передачи, когда ток разряда может на два порядка превысить ток подзарядки аккумуляторной батареи, Блок 7 управления может быть реализован по схеме, изображенной на фиг, 4. Информация, поступающая с выхода радиоприемника 5 на вход блока 7 управления, декодируется декодером 29, В случае совпадения адреса содержащаяся в информационной посылке с адресом ИП код команды (измерение или запрос информации) записывается в регистр 30 состояния, Если принятая команда - команда на измерение, то на выходе регистра 30 формируется сигнал "измерение", который поступаег на коммутатор 9, последний подает питание на блок 2 измерения. По окончании цикла измерения сигнал с блока 2, пройдя через элемент ИЛИ 32, устанавливает регистр 30 в исходное положение.Если принятая команда - команда на запрос информации, регистр 30 устанавливается в состояние "Передача" и разрешает работу кодеру 31, Через время, необходимое для выхода на режим радиопередатчика 4, кодер формирует синхросигнал, адрес ИП и информацию иэ блока 3 для модуляции радиопередатчика, По окончании цикла считывания с блока 3 кодер вырабатывает сигнал для установки регистра 30 в исходное состояние. Источник 33 эталонного напряжения формирует фиксированные уровни напряжения, пропорциональные токам потребления в различных режимах работы устройства для блока 6 контроля заряда аккумуляторной батареи, Схема 34 начальной установки служит для установки регистра 30 в исходное состояние при подаче питания на блок 7. Блок 2 измерения может быть реализован по схеме, изображенной на фиг. 5. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В момент подачи питания на блок 2 измерения схема 35 начальной установки вырабатывает импульс начальной установки для приведения счетчиков 36, 37, 38 и триггера 39 в исходное состояние, Положительный перепад, задержанный на элементе И 40 на время установления переходных процессов, запускает таймер 41, который открывает мультиплексор 42 аналоговых сигналов, напряжение с датчика первого канала поступает на вход преобразователя 43 напряжения в частоту, Импульсы с выхода преобразователя 42 поступают на счетный вход счетчика 36, Система преобразователь напряжения в частоту - счетчик производит усреднение входного сигнала эа время Т, формируемое генератором 41. По истечение времени Т на выходе генератора 41 появляется высокий уровень, который отключает мультиплексор 42 и разрешает на элементе И 44 прохождение импульсов с генератора 45 на счетный вход счетчика 37. Информационные выходы счетчика 37 управляют мультиплексором 46 и на выходе мультиплексора информация со счетчика 36 преобразуется в последовательный код для записи в блок 3, Формирователь 47 вырабатывает импульсы для записи в блок 3. После считывания информации со счетчика 36 импульсом переноса со счетчика 37 запускается генератор 41, а содержимое счетчика 38 увеличивается на единицу, подключается датчик второго канала, процесс измерения повторяется. С появлением импульса переноса со счетчика 38 триггер 39 переходит в нулевое состояние, процесс измерения заканчивается,Сокращение времени опроса устройства позволяет обеспечить оперативную работу одного диспетчерского пункта с группой исполнительных, количество которых может достигнуть десятки и сотни единиц, Это ведет к сокращению количества диспетчерских пунктов и, как следствие, к уменьшению общей протяженности линий связи диспетчерский пункт - информационный центр.Перезаряд аккумуляторной батареи, а также разряд ниже допустимой нормы, мокет привести к выходу ее из строя. Замена аккумуляторных батарей не всегда возможна иэ-за погодных условий, например, в районах Крайнего Севера, Поэтому введение более надежного и объективного критерия степени заряженности аккумуляторной батареи является экономически выгодным.Контроль заряда аккумуляторной батареи 11 может также дублироваться оператором диспетчерского пункта. Действительно, информация о напряжении на аккумулятор10 2001441 ной батареи, напряжение холостого хода батареи солнечных элементов и термогенератора передается на ДП, Оператор, располагая данными о напряжении на аккумуляторной батарее под нагрузкой, изменении этого напряжения во времени, температуре, величине зарядного тока (по напряжению холостого хода первичных энергоисточников и их внутренним сопротивлениям) может уже с достаточной достоФормула изобретения УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАССРЕДОТОЧЕН- ных объектов, содержащее датчики параметров объекта, блок управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым входом коммутатора и входом модуляции радиопередатчика, вход питания которого соединен с первым выходом коммутатора, радиоприемник, блок измерения, первые информационные входы которого подключены к датчикам параметров объекта, блок питания, состоящий иэ батареи солнечных фотоэлементов, термогенератора и аккумуляторной батареи, положительный полюс которой соединен с входами питания коммутатора, блока контроля заряда аккумуляторной батареи, второй и третий выходы коммутатора подключены соответственно к входам питания блока измерения и блока управления, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности путем сокращения времени опроса устройства и увеличения достоверности контроля работы источника питания, в него введены оперативный блок памяти, датчик напряжения термогенератора, датчик напряжения батареи солнечных элементов и генератор импульсов, выход которого соединен с вторым входом коммутатора, четвертый выход которого подключен к входам питания радиоприемника, блока измерения и блока управления, первый вход блока управления соединен с первым выходом оперативного блока памяти, первый и второй входы которого подключены соответственно к инверностью судить о степени заряженностиаккумуляторной батареи, о тенденции изменения заряда, а также о работоспособностиили выходу из строя первичных энерго 5 источников и заранее принимает необходимые меры,(56) Авторское свидетельство СССРМ 842907, кл. 6 08 С 17/00, 1981,Авторское свидетельство СССР10 М 1580416, кл. 6 08 С 17/00, 1990,формационным выходам блока измерения и к третьему выходу блока управления, 15 второй и третий входы которого соединенысоответственно с управляющим выходом блока измерения и с выходами радиоприемника и коммутатора, третий вход коммутатора подключен к выходу блока контроля 20 заряда аккумуляторной батареи, первыйвход которого соединен с четвертым выходом блока управления, а в блок питания введены датчик тока, ключ и первый и второй развязывающие диоды, аноды которых 25 подключены соответственно к положительным полюсам батареи солнечных фотоэлемен "ов и термогенератора, а катоды - к первому входу ключа, выход которого соединен с входом датчика тока, выход кото- ЭО рого подключен к второму входу блокаконтроля заряда аккумуляторной батареи, положительный полюс аккумуляторной батареи подключен к входу питания датчика тока, пятый выход коммутатора соединен с З 5 вторым входом ключа блока питания, положительные полюса батареи солнечных фотоэлементов и термогенератора блока питания подключены к входам соответственно датчика напряжения батареи солнечных элементов и датчика напряжения термогенератора, выходы которых и датчика напряжения аккумуляторной батареи соединены с вторыми информационными входами блока измерения, положительный полюс аккумуляторной батареи блока питания соединен с входами питания оперативного блока памяти и генератора импульсов.2001441 Фиг Составитель Н, БагановТехред М.Моргентал Корректор О. Кравцова Редактор кдз 312 Тираж Под НПО "Поиск" Роспатента3035, Москва, Ж. Раушская наб. исное изводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина

Смотреть

Заявка

5017663, 18.12.1991

Караваев Александр Михайлович, Зайцев Геннадий Иванович; Чернышев Александр Васильевич, Галеев Салават Ахметович; Серафимов Игорь Евгеньевич; Мурзин Александр Юрьевич, Сибирев Сергей Петрович, Коротаев Юрий Павлович; Кучеров Геннадий Георгиевич; Кульков Анатолий Николаевич

Караваев Александр Михайлович, Зайцев Геннадий Иванович, Чернышев Александр Васильевич, Галеев Салават Ахметович, Серафимов Игорь Евгеньевич, Мурзин Александр Юрьевич, Сибирев Сергей Петрович, Коротаев Юрий Павлович, Кучеров Геннадий Георгиевич, Кульков Анатолий Николаевич

МПК / Метки

МПК: G08C 17/00

Метки: рассредоточенных, объектов

Опубликовано: 15.10.1993

Код ссылки

<a href="http://patents.su/7-2001441-ustrojjstvo-dlya-kontrolya-rassredotochennykh-obektov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для контроля рассредоточенных объектов</a>

Похожие патенты