Устройство регистрации и передачи информации для сосредоточенных объектов

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Совэ Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 27,1077 (21) 2537239/18-24с присоединением заявки Мо(088. 8) Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 0505.80(72) Автор изобретения В,Е. Щербина Октябрьский филиал Всесоюзного научно-исследовательскогои проектно-конструкторского института комплекснойавтоматизации нефтяной и газовой проьыаленности(54) УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ И ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ОБЪЕКТОВ Изобретение относится к телемеханике и может найти применение, вчастности, в системах сбора и обработки телеинформации с технологических объектов нефтедобычи .Известно устройство телеизмерения для объектов нефтедобычи, содержащее блоки измерения с встроенными измерителями расходов, блоки промежуточной памяти, регистр, генератор тактовых импульсов, форми - рователи импульсов, формирователь адреса объекта, регистраторы, счетчик времени, элемент ИЛИ, блок раз - решения, формирователь заявки, передатчик, приемник, модулятор,распределитель опроса, блок кодирования, блок управления и вычислительный блок1 .Одн ако у ст рой ство обл ада ет кон ст - руктивной сложностью, так как для каждого расходомера требуется вторичный прибор, и как следствие это. го - сравнительно невысокой надежностью,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является устройство регистрации и передачи информации для сосредоточенных объектов, содержащее датчики расхода, выходы которых через соответствующие усилители подключены кпервым входам элементов И группы,вторые входы которых и первый входиндикатора соединены с первым входом первого регистра опросавыходыгруппы элементов И подключены соответственно к входам блоков наборакоэффициентов и к входам блока задания операций, элементы ИЛИ,и преобразователь сигнала, выход которого соединен с блоком сигнализации,выходы блоков набора коэффициентовподключены ко входам двоичного сумматора, выходы которого соединеныс входами первого преобразователякода, управляющий вход которогосовместно с управляющими входамивторого преобразователя кода и индикатора соединены с выходами триггера знака, входами соединенного спрямым и инверсным выходами блоказадания операций, второй вход индикатора и первый вход десятичногосчетчика соединены с первым выходомдвоичного счетчика, второй выходкоторого и второй выход первого регистра опроса подключены к входамтриггера разрешения, выход триггера разрешения соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератоРа импульсов сдвига, выход влагомера через преобразователь соединен со вторым входом десятичного счетчика, выход которого через блок памяти подключен к третьему входу индикатора, выходы датчика времени соединены с входом первого регистра опроса, первыми входами триггера, второго элемента И и буферного регистра, выход которого через шифратор и регистратор подключен к входу приемника и канала связи, выход приемника соединен со вторым входом триггера, выход которого подключен ко второму входу второго элемента И, выход второго элемента И через второй регистр опроса соединен со вторым входом буферного регистра 2).данное устройство имеет ограниченные функциональные возможности,не обеспечивает измерение более трех жидкостных потоков, не позволяет реализовать операции сложения и вычитания показаний расходомеров в любой последовательности и передачу результатов измерений на диспетчерский пунктЦель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение его надежности,Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены делитель импульсов, трехраэрядный десятичный счетчик, элемент ИЛИ-НЕ и буферный накопитель, входы которого соединены с выходами первого преобразователя кода и элемента ИЛИ-НЕ и вторым выходом первого регистра опроса, вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом блока задания операций, прямой и инверсный выходы буферного накопителя соединены с входами второго преобразователя кода, выход которого соединен с управляющим входом двоичногосумматора, инверсный выход буфер- ногО накопителя соединен с первым входом двоичного счетчика, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход блока памяти соединен с третьим входом буферного регистра, выход элемента ИЛИ через делитель импульсов соединен с первым входом трехразрядного десятичного счетчика, второй вход которого соединен с одним иэ выхо. дов датчика времени, выход трехраэрядного десятичного счетчика соединен с четвертым входом индикатора.На чертеже схематически изобра,жено предлагаемое устройствоУстройство содержит датчики11-1, расхода, усилители 24 -2 п,оуппу элементов И 34 -3, блоки 44 5 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 4 ь набора коэффициентов, двоичныйсумматор 5, преобразователь б кода, буферный накопитель 7, преобразователь 8 кода, регистр 9 опроса,блок 10 задания операций, триггер11 знака, элемент ИЛИ-НЕ 12, двоичный счетчик 13, триггер 14 разрешения, генератор 15 импульсов сдвига,элемент И 16, индикатор 17, блок18 памяти, десятичный счетчик 19,преобразователь 20, влагомер 21,элемент ИЛИ 22, делитель 23 импульсов,трехразрядный десятичный счетчик24, регистратор 25, шифратор 2 б,преобразователь 27 сигнала, блок 28сигнализации, канал 29 связи, приемник 30, триггер 31, элемент И 32,регистр 33 опроса, буферный регистр34, датчик 35 времени,Устройство работает следующимобразом,Сигналы с датчиков 1 -1 расходапоступают на усилители 24 -2,Раз -берем вариант устройства, обеспечивающего подключение какого-либо числа, например 10-ти датчиков, Сигналы с выходов усилителей соответственно поступают на первые входыэлементов И 31-3, На вторые входЫэтих элементов поступают сигналыпериодического последовательногоопроса с первого регистра 9 опроса,Если длительность импульса опросаодного датчика .с равна 1 с, то частота опроса отдельного датчика0,1 Гц, С выходов элементов И 3 -Злсигналы поступают на блоки 4 -4,набора коэфФициентов, Каждая группапереключателей состоит в нашем случае из 10-ти тумблеров, соответствующих двоичным кодам 2 О, 2, 2,23 24 25 26 2 у 2 в, 2 (илидесятичным цифрам 1, 2, 4, 8, 16,32, 64, 128( 256, 512),На выходе группы переключателейблока 4 -4 набора коэффициентовкаждый поступающий импульс с опрошенного датчика кодируется двоичными числами, Максимальное число,задаваемое группой переключателей,равно 1023 (20 -1), Эти импульсыпоступают на входы двоичного сумматора 5 в параллельном коде и суммируются с частотойпоступающегосигнала датчика, что равносильно умножению ( датчика на К тарировки( 7) . Через время, равное(1 с)ко входу двоичного сумматора 5 подключается следующий датчикВ процессе суммирования результаты поступают через преобразователь б кода в буферный накопитель 7, где накапливаются. В дальнейшем накоплен,ная сумма импульсов из буферногонакопителя 7 в виде двоичного числа переписывается в параллельномобратном коде на двоичный счетчик13 ежесекундно. Время работы блоков0010011011 Результат запоминается в буферном накопителе 7:0010011011 - содержимое буферного накопителя 70010011011 - К 1 0100110110 - запоминается в буферном накопителе 7 0 100 110 11000 100 11011 - К 1 0111010001 - запоминается в буферном накопителе 7 0111010001 0010011011 - К 1 1001101100 - запоминается в буферном накопителе 7Ф1Еи т,д,ком 35 времени, После перезаписи с генератора 15 импульсов сдвига через элемент И 16, который получает сигнал через триггер 14 разрешения, запускаемый двоичным счетчиком 13 и датчиком 35 времени, импульсы поступают на суммирующий вход двоичного счетчика 13. Поступление импульсов происходит до заполнения двоичного счетчика 13, Одновременно эти же импульсы поступают на счетный вход десятичного счетчика 19, коэффициент пересчета которого устанавливается в зависимости от сигнала влагосодержания общего измеряемого потока от влагомера 21 через преобразователь 20 .С последней декады десятичного счетчика 19 импульсы поступают на блок 18 памяти, Накопленные данные с блока 18 памяти поступают на индикатор 17, чем регистрируются показания расхода без учета пластовой воды. На индикатор 17 поступают также импульсы с выхода двоичного счетчика 13, чем обеспечивается регистрация общего потока.На индикацию выводятся номер опрашиваемого датчика в данный момент, мгновенный расход в процентах от максимального и режим работы двоичного сумматора 5 по отдельному датчику, т.е. суммируются или вычитаются поступающие импульсы с конкретного датчика. Рассмотрим реализацию этих операций в устройстве. При формировании индикации мгновенного расхода сигналы с выхода элемента ИЛИ 22 поступают на вход делителя 23 импульсов. С выхода делителя 23 импульсов импульсы поступают на вход трехразрядного десятичного счетчика 24. К концу опроса одного датчика на счетчике 24 накапливается 3-х разрядное десятичное число, численно равное проценту Количество тактов сложения численно равно частоте поступления имот максимального расхода. С выходов:этого счетчика сигналы поступают наиндикатор 17,Выше был описан режим, где импульсы со всех датчиков суммировались. В блоке предусмотрена такжевоэможность подключения любых датчи.ков в режим вычитания из общей суммы, т.е. импульсы с одних датчиковсуььшруются, а импульсы с остальныхвычитаются из первоначальной сумьы,Режим работы устройства по каждому из датчиков можно установить навычитание и на сложение при помощиблока 10 задания операций. Предцоложим, что первые восемь датчиковс 1-го по 8-ой включены в режим. суммирования, а 9 и 10 датчики - в режим вычитания. При опросе 1-го датчика первый импульс через блок 10задания операций поступает на триг 20 гер 11 знака и устанавливает егов состояние 1. С прямого выхсдаэтого триггера потенциал 1 поступает на выходы преобразователейб и 8 кодов. Этим обеспечивается25 прохождение прямого кода суммы сдвоичного сумматора 5 на буферныйнакопитель 7, которая запоминаетсяна один такт, С выхода буферногонакопителя 7 сигнал суммы черезпреобразователь 8 кода поступает наодин из входов двоичного сумматора5. Операция переноса сигнала суммыбуферного накопителя 7 обеспечивается сигналами от блока 10 задания операции через элемент ИЛИ-НЕ12. Пусть коэффициент, набранный напервом блоке 4 набора коэффициентов, равен К 1:00 100 110 11. В начальный момент во всех ячейках буферного накопителя 7 записаны нули40 0, т,е, 0000000000. С приходомпервого импульса с первого датчи-.ка содержимое буферного накопителя7 суммируетсяс коэффициентом К 1: пульсов. Таким же образом складываются импульсы с остальных датчиков732959 инверсный код числа АК 9 инверсный код результата (содержимоедвоичного сумматора 5) . 0011001101 1100110010 перезапись в буферный накопитель 7 К 9 содержимое двоичного сумматора 5перезапись в буферный накопитель 7 0011001110 1100110001 0011001111 1100110000 перезапись в буферный накопитель 7,номера светятся. Номер опрашиваемо 50 бО При достижении опроса 9-го датчика первый импульс через блок 10 задания операций переводит триггер 11 в другое положение 0 . При этом сигнал 1 ф поступает с ин- версного выхода " " на входы преобразователей 6 и 8 кодов. Теперь на вход буферного накопителя 7 поступает инверсный код суммы с выхода двоичного сумматора 5, а на один из входов двоичного сумматора, - инверсный код содержимого буФерного накопителя 7. Суммирование 1 такт - 1100110011 = 00 11001100 0000000001 +0000000001 2 такт - 1100110010 = 0011001101 0000000001 +0000000001 3 такт - 1100110001 = 0011001110 0000000001 +0000000001 Таким же образом с общей суммы вычитаются импульсы, поступающие и с 10-го датчика.Для определения номера работающего датчика сигналы с выхода каждого датчика поступают через преобраэователь 27 сигнала на блок 28сигнализации . При наличии переменного напряжения с выходов датчиков го датчика высвечивается блоком 17индикации, куда поступают сигналыс регистра 9 опроса, Для вывода ирегистрации накопленной информациии состояния в момент выдачи на перФоленту в буферный регистр 34 запи" сывается следующая информация с блока 18 памяти; время режим (суммирование или вычитание) каждого из. датчиков; общее количество перекаченной жидкости; количество перекаченной нефти . Опрос буФерного регистра 34, выдача на перфорацию регистратор 25, или в канал 29 связи 29 производится периодически с поступлением сйгнала регистрация с датчика 35 времени. При поступлении сигнала регистрация триггер 31 устанавливается в состояние 1 и разрешает поступление импульсов сдвига с датчика 35 времени. Эти импульсы через элемент И 32 поступают на регистр 33 опроса )с выхода которого позиционные импульсы опрашивают буферный регистр 34. Содержимое буферного ре)импульсов, поступающих с 9-го датчика, производится в инверсном коде, что равносильно сложению инверсного кода, вычитаемого с прямым кодом вычитателя, с последующим инвертированием результата:А-В - А + В = - (А + В) (А+В),Пусть к моменту опроса 9-го датчика в блоке 18 промежуточной памяти накопилось число 1100110011, а коэффициент, набранный для 9-го датчика, К 9 = 0000000001. гистра 34 преобразуется с двоичнодесятичного кода в машинный код вшифраторе 26 и поступает на регистратор 25, где происходит перфорация информации, Одновременно информация с выхода регистратора 25 поступает в канал 29 связи.Регистрация и йередача информации может производиться и по запросу с диспетчерского пункта. Сигналзапроса принимается приемником 30,который воздействует на триггер 31,чем обеспечивается реализация процесса. В дальнейшем процесс опроса, обработки и регистрации измерительной информации производится покоманде от датчика 35 времени, Оператор также имеет возможность произвести регистрацию информации,Система дает возможность увеличить количество подключаемых датчиков расхода, В этом случае потребуется подключение дополнительныхусилителей с элементами И и блоковнабора коэффициентов без измененияостальных узлов.Использование новых элементовдает возможность подключения к этому устройству целого ряда технологических аппаратов, входящих в сенарационный узел подготовки нефти.Выбранная реализация обработки позволяет подключать датчики расхода влюбой последовательности, что сни-жает затраты на технологическуюобвязку расходомеров. Количествоподключаемых датчиков может охватить все практически существенные типоразмеры сепарационных узлов без изменения конструктивного решения по самому устройству. Применение данного устройства решает вопрос автоматизации получения информации с объектов подготовки нефти при внедрении автоматизированной системы управления технологическими процессами.Формула изобретенияустройство регистрации и передачи информации для сосредоточенных объектов, содержащее датчики расхода, выходы которых через соответствующие усилители подключены к первым входам элементов И группы, вторые входы которых и первый вход индикатора соединены с первым входом первого регистра опроса, выходы группы элементов И подключены соответственно к входам блоков набора коэффициентов и к входам блока задания операций, элементы ИЛИ и преобразователь сигнала, выход которого соединен с блоком сигнализации, выходы блоков. набора коэффициентов подключены к входам двоичного сумматора, выходы которого соединены с входами первого преобразователя кода, управляющий вход которого совместно с управляющими входами второго преобразователя кода и индикатора соединены с выходами триггера знака, входами соединенного с прямым и инверсным выходами блока задания операций, второй вход ингикатора и первый вход десятичного счетчика соединены с первым выходом двоичного счетчика, второй выход которого и второй выход первого регистра опроса подключены к входам триггера разрешения, выход триггера разрешения соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов сдвига, выход влагомера через преобразователь соединен со вторым входом десятичного счетчика, выход ко 2025ЗО 35 торого через блок памяти подключен к третьему входу индикатора, вь ходы датчика времени соединены с входом первого регистра опроса, первыми входами триггера, второго элемента И и буферного регистра, выход которого через шифратор и регистратор подключен к входу приемника и канала связи, выход приемника соединен со вторым входом триггера, выход которого подключен ко второму входу второго элемента И, выход второго элемента И через второй регистр опроса соединен со вторым входом буферного регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей и повышения надежности устройства, в него введены делитель импульсов, трехразрядный десятичный счетчик, элемент ИЛИ-НЕ и буферный накопитель, входы которого соединены с выходами первого преобразователя кода и элемента ИЛИ-НЕ и вторым выходом первого регистра опроса, вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом блока задания операций, прямой и инверсный выходы буферного накопителя соединены с входами второго преобразователя кода, выход которого соединен с управляющим входом двоичного сумматора, инверсный выход буферного накопителя соединен с первым входом двоичного счетчика, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход блока памяти соединен с третьим входом буферного регистра, выход элементаИЛИ через делитель импульсов соединен с первым входом трехразрядного десятичного счетчика, второй вход которого соединен с одним иэ выхо 4 О дов датчика времени, выход трехразрядного десятичного счетчика соединен с четвертым входом индикатораИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 435553, кл,08 С 19/28, 1970.2, Авторское свидетельство СССР9 434267, кл. 6 01 Р 1/00, 1970732959 Заказ 155 В/12 Тираж 682БНИИПИ Государственного комитета СССРло делам изобретений и открытий113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5 Подпи сн ое филиал ППП Патент, г, ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В. КузнецовРедактор В, Зарванская Техред М,Петко Корректор М. Вигула