Способ сбора информации с аналоговых датчиков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) .ЬЖ. ю 6 06 Р 13/00т МСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВИДЕТЕЛ ЬСТВ ВТОРСК ся в поочередном измерени датчиков в течение периода с жения, причем начало замеро руют с нулевой и к -фа напряжения, для каждого дат замеры в положительный и о полупериоды и результаты у мерение параметров провод периодов, и в каждом новом ют очередность замеров датч определяют в соответствииК 3 К 2 д где ЛО помехи; О - ди налов датчик личество перио носительная по- амплипазон изов; К дов сети; реш ность туда импульснои меря емых сиг минимальное ко д - допустимая от измерений, 3 ил,генератор-распределитель 3, счетчик каналов 4, счетчик периодов сети 5, формирователь адреса датчика 6, коммутатор 7, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, накапливающий сумматор 9, делитель 10, входы/выходы 11-17 блоков.Устройство работает следующим обра- з Изобретение информационно-и может быть испо ных устройствах у ния технологич составе АСУТП,Цель изобрете защищенности пр импульсного вида тносится к мерительн ьзовано в правления с кими и автоматике и й технике и многоканаль- регулироваоцессами в ние счетчика 5 - "К+1". выходе "К+1" блокирует ерэторэ-распределите- выходы формирователя ное состояние и постуйства как сигнал готовИсходное состоПри этом сигнал наработу тактового генля 3, устанавливает6 в высокоимпеданспает на выход устроности к работе.Формироватеимпульсы на своил-фаз сетевого н На фиг ма устрой фиг, 2 - вр ла работы диаграмма ного перио Устрой вых сигнахе- на цик ннэ ль 2 постоянно формируех выходах в моменты "0"эп ряжения (фиг. 2). говый ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) 7(54) СПОСОБ СБОРА ИНФОРМАЦИИ С АНАЛОГОВЫХ ДАТЧИКОВ(57) Изобретение относится к автоматике и информационно-измерительной технике и может быть использовано в многоканальных устройствах управления и регулирования технологическими процессами в составе АСУТП, Цель изобретения - повышение помехозащищенности при работе в услоьиях помех импульсного вида, Цель достигается тем, что в способе, заключающемия - повышение помехоработе в условиях помех. 1 представлена структурна ства, реализующего спосо еменная диаграмма полного устройства; на фиг, 3 - време работы устройства в течени да сетевого напряжения, ство содержит датчик 1 ана лов, формирователь 2, такт и параметров етевого напряв синхронизизами сетевого чика проводят трицательный средняют, изят в течение К периоде меня- иков, причем К с формулой"К+1" счетчика 5 снимается сигнал, На счетный вход счетчика 5 поступают импульсы вмоменты нулевых фаэ сетевого напряженияи, таким образом, на выходах счетчика 5 вкаждый момент времени установлен код по.рядкового номера периода сетевого напря) жения, начиная от момента появления.сигнала "Пуск",С выхода 12 тактового генератора-распределителя 3 импульсы поступают на счетный вход счетчика 4, С некоторой задержкойотносительно этих импульсов на выходе 13распределителя 3 формируются импульсызапуска АЦП 8. Таким образом, после сменыочередного состояния счетчика 4 запускается в работу АЦП 8,Импульсы "нулевой" и л-фазы сети поступают от формирователя 2 на выход 14тактового генератора-распределителя исбрасывают в нулевое состояние счетчик 4,Счетчик 4 последовательно меняет нулевоесостояние под воздействием счетных импульсов с выхода 12 распределителя 3, Счетчик 4 рассчитан на М состояний (поколичеству датчиков 1), В последнем, М-м,состоянии на его выходе "М" устанавливается сигнал, поступающий в распределитель 3и блокирующий дальнейшее поступлениеимпульсов с выхода 12 распределителя 3 насчетный вход счетчика 4, Период т тактовыхимпульсов на выходе 12 распределителя 3выбран таким, чтобы Е 110 мс, то естьменьше длительности полупериода сети,Кроме того, АЦП 8 выбирается из того условия, чтобы время его преобразования былов 1,5,2 раза меньше чем 1, Таким образом,в первый полупериод сетевого напрякенияна выходах счетчика 4 последовательноформируются все комбинации от 1 до Й.Далее, сигналом л -фазы сети счетчик 4сбрасывается в исходное состояние и сноваформирует все комбинации от 1 до й. Этотцикл работы счетчика 4 повторяется в каждом полупериоде сетевого напряжения.Как указывалось выше, счетчик 5 приэтом формирует на своих выходах код порядкового номера периода сетевого напряжения, начиная с момента появлениясигнала "Пуск" от потребителя. Количествосостояний счетчика 5 (К+1), где К- количество периодов сети, в течение которых производится измерение аналоговых сигналов.Если импульсная помеха эа К периодовизмерения одного канала попадает одинраз, то при усреднении влияние ее уменьшается в 2 К раз. Величину этой усредненнойпомехи можно определить по формулеЬО Опричем, исходя из требований кустройству по точности измерения, эта ве личина не должна превышать относительную погрешность измерения.Следовательно, чсло К может быть определено в соответствии со следующей формулой10 Ли о щэ где Ь О - амплитуда импульсных помех,О - диапазон измеряемых сигналов датчиков,К - минимальное количество периодов сети;д - допустимая относительная погрешность измерений,При небольшом количестве ч датчиков 1 (до 30) в целях оптимизации аппаратных средств целесообразно принять К=ч.Формирователь б из входных кодов от счетчиков 4, 5 формирует код гл управления коммутатором 7 по следующему закону:и+-1 и+ - Ки+-1-М и+) й,45при К 2; при К=З: щ =1-2 - 3-,-Й,в =2-3-4-,-К;гл=3-4-5-.-М-2,и т.д,Таким образом, в течение каждого сетевого периода на вход АЦП 8 коммутируются последовательно все Й датчиков дважды - в положительный и отрицательный полупериоды сети. Кроме того, в каждом новом пери оде сети последовательность подключениядатчиков меняется, Во время подключения в АЦП 8 производится преобразование их параметров в цифровой код, Всего в процессе цикла работы устройства производится где и - текущее значение кода счетчика 4;- текущее значение кода счетчика 5, Таким образом, на выходах формирова теля б в каждый период сетевого напряжения формируются последовательно все ч комбинаций кода управления коммутатором 7, но последовательность их формирования зависит от состояния счетчика 5, т,е.от порядкового номера периода сети, Так, при К=1 (т,е, в первом периоде сети) последовательность кодов управления коммутатором будет следующей;2 К замеров (аналого-цифровых преобразований) по каждому из й датчиков. Результаты всех замеров записываются по сигналу ГТ от АЦП 8 в накапливающий сумматор, который состоит из Й одинаковых накопителей. Номер накопителя, куда записывается результат очередного замера, определится . кодом на выходе формирователя б. К концу цикла работы устройства в каждом из накопителей содержится сумма результатов всех замеров по соответствующему датчику.По истечении первых К периодов сети после запуска устройства счетчик 5 установится в состояние "К+1". При этом сигнал с выхода "К+1" счетчика 5 блокирует дальнейшую работу распределителя 3, устанавлива ет выходы формирователя 6 в высокоимпедансное состояние и поступает на выход "Гот" устройства. По этому сигналу устройство-потребитель выставляет на шину АД код номера датчика 1, который поступает на вход сумматора 9. На выходе сумматора 9 появляется код суммы всех 2 К замеров по выбранному датчику, который поступает на вход делителя 10, осуществляющего деление значения кода на число 2 К.На выходе делителя 10 при этом формируется код усредненного значения параметра выбранного датчика. Опрос усредненных Формула изобретения Способ сбора информации с аналоговых датчиков, заключающийся в поочередном измерении параметров датчиков в течение периода сетевого напряжения, причем начало замеров синхронизируют с нулевой и л -фазами сетевого напряжения, для каждого датчика проводят замеры в положительный и отрицательный полупериоды и результаты усредняют, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения помехозащищенности способа при работе в условиях помех импульсного вида, измерение параметров датчиков проводят в течение К периодов и в каждом последующем периодерезультатов замеров параметров всех датчиков со стороны устройства-потребителя может производиться в любой последовател ь ности. 5 Таким образом, после сигнала "Пуск" предложенное устройство в течение К периодов сети производит аналого-цифровое преобразование с цифровым интегрированием параметров всех М датчиков. При не большом количестве датчиков 1 (до 30) можно принять К=И.Тогда быстродействие устоойства - 20мс/кан, что является пределом возможно сти интегрирующих АЦП, имеющих весьма сложную аппаратную реализацию для многоканальных систем сбора информации (в устройстве применен простейший АЦП поразрядного взвешивания). 20 Поскольку каждая пара замеров для датчика производится в противофазные моменты сетевого напряжения и результаты усредняются, исключается влияние на результаты сетевых помех, Многократные и в 25 разные моменты времени относительно нулевой фазы сети измерения параметров каждого датчика значительно снижают не только разовые, но и систематические импульсные помехи, возникающие в АСУТП. 30 меняют очередность замеров датчиков, при. чем К определяют в соответствии с формулой 35 где ЛО - амплитуда импульсной помехи;О - диапазон измеряемых сигналов дат чиков;К - минимальное количество периодов сети;д - допустимая относительная погрешность измерений, 45.Кула ентал оставитель ехред М.М Редактор Н.Каменская орректор Э.Лончакова аказ 551 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская нэб., 4/5 Рдс Ю, Ви.Вн" Х Выю.11 З. Вых. 12 5 Ви,ада Вй 1 В Ви. 17 5. Выю,иода 5. В 0,12Ф, йи.иба Х Вви,О О. Вых,гТ зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10