Система регулирования газоперекачивающих агрегатов

, 1249 П 9) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ довариборочно"Буре ман 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) (57) СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ, содержащаяустройства управления, снабженныеблоком ввода информации, включающимкоммутатор дискретных сигналов, связанный с датчиками параметров газоперекачивающих агрегатов и первойшиной, коммутатор аналоговых сигналов, подключенный информационными иуправляющими входами соответственно к датчикам параметров газоперекачивающих агрегатов и первой шине, авыходом - к аналого-цифровому преобразователю, связанному с первой шиной, блоком вывода информации, включающим распределитель дискретных сигналов, связанный. с первой шиной, ивыходные усилители, подключенные входами к распределителю дискретных сигналов, а выходами - к приводам исполнительных механизмов газоперекачивающих агрегатов с входными и выходными ключами и блоком обработкиинформации, включающим микропроцессор,с информационными входом и выходом,установочным входом, выходом контр 4 Г 04 0 27/00 Р 04 В 49/О роля, тремя входами и двумя выходами прерываний, оперативную память, модуль контроля, связанный с выходом контроля микропроцессора, и постоянную память, подключенные к второй шине, а также триггер отказа, подключенный входом к модулю контроля, устройства представления информации, снабженные пультом оператора, блоком обработки информации и дисплеем, включающим адаптер и видеоконтрольное устройство, причем первые выходы триггеров отказа блоков обработки информации устройства управления и устройства представления информации подключены к пульту оператора, в устройстве управления первый выход прерывания микропроцессора блока обработки информации подключен к первому элементу ИЛИ, второй выход триггера отказа подключен к входным и выходным ключам, включенным между первой шиной и соответственно информационными входом и выходом микропроцессора, а в устройстве представления информации информационные вход и фф выход микропроцессора блока обработ" ки информации, а также адаптер дисп- кафф лея подключены к третьей шине, связанной с пультом операторао т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности,она дополнительно содержит в устройствах управления первый и второй элементы И, первые ключи, третий элемент И, последова-вел тельно соединенные четвертый элемент И, второй элемент ИЛИ и вторые ключи, а в устройствах представления информации - пятый, шестой и седьмой элементы И, первый и второй элементы1249199 НЕ, третьи, четвертые, пятые и шестые ключи, четвертую и пятую шины, а также общие модуль арбитра с установочным выходом, третий элемент ИЛИ и шестую шину, подключенную через третьи и четвертые ключи к третьим шинам, а через пятые ключи - к четвертым шинам, связанным через вторые ключи с первыми шинами, причем третьи шины подключены через шестые ключи к пятым шинам, связанным через первые ключи с первыми шинами, в устройствах управления первые входы третьего и четвертого элементов И подключены соответственно к первой и пятой шинам; вторые входы третьего и четвертого элементов И - соответственно к второму и первому выходам триггера отказа, а выход третьего элемента И - к второму входу второго элемента ИЛИ, первый выход триггера отказа подключен к первым ключам, второму входу первого элемента ИЛИ и первому входу второго элемента И, первый вход первого элемента И подключен к второму, выходу триггера отказа, а выход первого элемента ИЛИ подключен к модулю арбитра, в устройствах представления информации первый выход триггера ошибки подключен к адаптеру, третьим,Изобретение относится к регулированию газоперекачивающих агрегатов.Цель. изобретения - повышение надежности.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой системы; на Фиг. 2 то же, модуля арбитра.Система регулирования газоперекачивающих агрегатов 1-3 (фиг. 1)., содержит устройства 4-6 управления, снабженные блоком 7 ввода информации, включающим коммутатор 8 дискретных сигналов, связанный с датчиками 9 параметров газоперекачивающих агрегатов и первой шиной 10, коммутатор 11 аналоговых сигналов и аналогоцифровой преобразователь 12, блоком 13 вывода информации, включающим распределитель 14 дискретных сигналов и выходные усилители 15, входными 16 и выходными 17 ключами, блоком 18 четвертым, пятым и шестым ключам, входы пятого элемента И подключены к второму элементу И и первому элементу НЕ, первый, второй и третий входы прерываний микропроцессора подключены соответственно к пятому, шестому и седьмому элементам И, первый выход прерывания микропроцессора подключен к модулю арбитра, а его второй выход - к второму элементу НЕ и первому входу шестого элемента И, второй и третий входы шестого элемента И подключены соответственно к первому и второму элементам НЕ, выход пульта оператора подключен к первому элементу НЕ и первому входу седьмого элемента И, адаптер связан с пультом оператора, выход третьего элемента ИЛИ подключен к первым входам шестых элементов И, выходы модуля арбитра подключены к вторым входам первого и второ,го элементов И, седьмым элементам И и к пятым ключам, установочный выход модуля арбитра подключен к установочным входам микропроцессоров блоков обработки информации УстРойств представления информации, а входы первых элементов И . подкличены . к входам третьего элемента ИЛИ. обработки информации, включающим микропроцессор 19, оперативную память 20,модуль 21 контроля, постоянную память 22, подключенные к второй ши не 23, а также триггер 24 отказа,устройства 25-27 представления информации, снабженные пультом 28 оператора, блоком 29 обработки информациии дисплеем 30, включающим адаптер 31и видеоконтрольное устройство 32,а также первый элемент ИЛИ 33, третьюшину 34, первый 35 и второй 36 элементы И, первые ключи 37, третий элемент И 38,последовательно соединен ные четвертый элемент И 39, второйэлемент ИЛИ 40, вторые ключи 4 1,пятый 42, шестой 43 и седьмой 44 элементы И, первый 45 и второй 46 элементы НЕ, третьи 47, четвертые 48, пя тые 49 и шестые 50 ключи, четвертую51 и пятую 52 шины, модуль арбитра 53,12491 3третий элемент ИЛИ 54 и шестую шину 55,Кроме "ого, блок обработки информации устройства представления информации (Фиг. 1) содержит микропроцессор 56, оперативную память 57, постоянную память 58, модуль 59 контроля и триггер 60 отказа, а также первый 61 и второй 62 элементы И второго устройства управления, первый 63 1 Ои второй 64 элементы И третьего устройства управления, первый входА,второй вход В и третий вход о прерываний, первый выход А и второй выход Г прерываний микропроцессора, 15установочный выход И модуля арбитра, установочный вход Г и выход Жконтроля микропроцессора.Модуль арбитра содержит первые(фиг. 2) 65 и 66, вторые 67 и 68 и 20третьи 69 и 70 триггеры и четвертые71 и 72, пятые 73 и 74 и шестой75 элементы ИЛИ, восьмые 76 и 77,девятые 78 и 79 и десятые 80 и 81элементы И, седьмой элемент ИЛИ 82, 25одиннадцатый элемент И 83, восьмойэлемент ИЛИ 84, третий 85 и четвертый 86 элементы НЕ, первый 87 и второй 88 элементы задержки, а такжевыходы К,ПМ И и выходы П, Р мо- ЗОдуля арбитра.Система регулирования газоперекачивающих агрегатов (фиг. 1) работает в следующих режимах.Режим 1 (нерезервированный),при котором каждый газоперекачивающий агрегат обслуживает одно устройство управления и одно устройствопредставления информации.Режим 11 (резервированный), при 40котором в случае отказа блока обработки информации устройства управления какого-либо агрегата функцииблока выполняет устройство представленйя информации этого агрегата, а 45в случае отказа устройства представления информации агрегата его функции выполняет устройство представления информации другого агрегата,В режиме Е система работает следующим образом.Для переключения в режим 1 с вы-.хода пульта 28 оператора устройства25 представления информации подается потенциал, соответствующий логической "1", на первый элемент НЕ 45 иседьмой элемент И 44, разрешая прохождение сигналов от модуля арбит 99 4ра 53 через седьмой элемент И 44 на третий вход Б прерывания микропроцессора 56, Одновременно с выхода первого элемента НЕ 45 поступает сиг нал, соответствующий логическому "О", на пятый 42 и шестой 43 элементы И, запрещая прохождение прерываний на первый А и второй В входы микропроцессора 56,Таким образом, микропроцессор 56 выполняет программу, реализующую функции устройства представления информации, в случае поступления прерывания от устройства 4 управления через модуль арбитра 53 на третий вход Ь микропроцессора 56.Регулирование газоперекачивающих агрегатов 1-3 осуществляется путем измерения датчиками 9 контролируемых параметров, вычисления по измеренным значениям заданных значений параметров (уставок), сравнения измеренных и заданных значений параметров, вычисления и формирования требуемых управляющих воздействий, которые пос" тупают на приводы испоЛнительных механизмов газоперекачивающих агрегатов от выходных усилителей 15 блока 13 вывода информации. Управление блоком 7 ввода информации, блоком 13 вывода информации, вычисление управляющих воздействий и передача информации на устройство 25 представления информации осуществляются с помощью блока 18 обработки информации. Микропроцессор 19 блока 18 обработки информации, работая по программе, хранимой в постоянной памяти 22, в начале цикла регулирования выполняет тестирование работы устройства управления. Если тестирование подтверждает исправность работы устройства управления, то далее выполняется программа регулирования, а если устройство управления неисправно, то с выхода Ж контроля поступает сигнал на модуль 21 контроля, который осуществляет контроль правильности передачи и приема информации по Второй шине 23 между микропроцессором 19, оперативной памятью 20 и постоянной памятью 22 (контроль четности) и вырабатывает сигнал ошибки в случае нарушения четности или при наличии сигнала на выходе Ж контроля микропроцессора. Сигнал ошибки поступает на триггер 24 отказа, с выхода которого сигнал отказа поступает наПри нормальной работе устройства управления выполняется программа регулирования, в соответствии с которой микропроцессор 19 подает через выходные. ключи 17 и первую шину 10 команды управления на коммутатор 8 дискретных сигналов и на коммутатор 11 аналоговых сигналов, которые осуществляют опрос датчиков 9 параг метров. Сигналы дискретных датчиков с выхода коммутатора 8 дискретных сигналов поступают на первую шину 10, Сигналы аналоговых датчиков с выхода коммутатора 11 аналоговых сигналов через аналого-цифровой преобразователь 12 также поступают напервую шину 10 и далее, как и сигналы дискретных датчиков, через входные ключи 16 на информационный вход микропроцессора 19. По измеренным значениям параметров в микропроцессоре 19 вычисляются величины управляющих воздействий и формируются команды унранления распределителем 14 дискретных сигналов. Информационные и управляющие сигналы из микропроцессора 19 через выходные ключи 17 н первую шину 10 поступают на распределитель 14 дискретных сигналов, осуществляющий пересылку управляющих воздействий через выходные усилители 15 на требуемый привод исполнительных механизмов газоперекачивающих агрегатов. По окончании цикла регулирования микропроцессор 19 формирует массивы инфор 4 О мации для выдачи на устройство пред - ставления информации и выдает сигнал прерывания с первого выхода А через первый элемент ИЛИ 33 на модуль арбитра 53. Последний совместно с первыми 35, 61 и 63 и вторыми 36, 62 и 64 элементами И управляет очередностью обмена информацией, поступающей от устройств, 4-6 управления в устройства 25-27 представления информации, Первые элементы И 35, 61 и 63 формируют сигналы прерывания для микропроцессоров устройстн представления информации н резерниронанном режиме работы системы (режим 11) при исправной работе блоков 18 обработки информации устройств 4-6 управления, а вторые элементы И 36, 62 и 64 20 пульт 28 оператора и включает индикатор неисправности, по которому оператор принимает решение о переводе системы в режим 11.5 при неисправной работе блоков 18 обработки информации.Входы модуля арбитра 53 (фиг. 2)подключены к устройствам управления(выход первого элемента ИЛИ 33 нафиг. 1) и к устройствам представления информации (первый выход Д микропроцессора 56 на фиг. 1). Сигнал прерывания, поступающий от каждого устройства управления, подается на отдельный канал обработки (входы К ,Лна фиг, 2), причем в каждом каналеобработки сигналов прерываний первыйтриггер 65 (для канала К ), триггер бб (для канала Л ) используютсядля запоминания сигнала прерывания,второй триггер 67 (68) - для запретапрохождения сигнала прерывания натретий триггер 69 (70) так, что сигнал прерывания, появившийся первым,проходит, например, с выхода первоготриггера 65 через десятый элемент,И 80 на третий триггер 69 и на выходП, одновременно запрещая прохождениена выходы модуля арбитра остальныхсигналов прерывания до окончания обработки первого сигнала подачи сигнала запрета через шестой элементИЛИ 75 на второй триггер 68, срабатывание которого препятствуетпрохождению сигнала через десятыйэлемент И 81. После обработки первого сигнала прерывания на входе Мподключенном к соответствующемуустройству представления информации,появляется и сигнал, который черезседьмой элемент ИЛИ 82, восьмой элемент И 76 и четвертый элемент ИЛИ 71поступает на первый триггер 65 и приводит его и исходное состояние.Этот же сигнал, поступая через второйэлемент 88 задержки и восьмой элемент ИЛИ 84, сбрасывает третий триггер 69, и, поступая через первый элемент 87 задержки, девятый элементИ 78, четвертый элемент НЕ 86 и пятый элемент ИЛИ 74, сбрасывает второйтриггер 68, разрешая прохождение очередного сигнала прерывания после выдачи сигнала общего сброса на установочный выход И через одиннадцатыйэлемент И 83, В исходное состояниемодуль арбитра приводится подачейсигнала на установочный вход,Таким образом, если устройство 4управления (фиг. 1) первым выполняетцикл регулирования и формирования9199 8НЕ 45 и седьмой элемент И 44 и разрешает прохождение на первый А и второй В входы микропроцессора 56 сигналов прерываний, управляющий выполнением программ резервирования, запрещая одновременно прохождение черезседьмой элемент И 44 на третий входБ микропроцессора 56 .сигнала прерывания, организующего нерезервирован лый режим работы системы.В случае отказа блока 18 обработки информации устройства 4 управления сигнал с выхода триггера 24 отказа отключает информационный вход и 15 выход микропроцессора 19 воздействиемна входные 16 и выходные 17 ключи й .запрещает прохождение сигналов прерывания с выхода модуля арбитра 53 через первый элемент И 35.20 Одновременно сигнал с другого выхода триггера отказа поступает намодуль арбитра 53 через первый элемент ИЛИ 33, разрешает прохождениеинформации с пятой шины 52 на первую 25 шину 10 воздействием на первые ключи 37, разрешает прохождение сигналов прерывания с выхода арбитра 53через второй элемент И 36 и разрешает воздействием на четвертый эле мент И 39 прохождение сигналов управления вторыми ключами 41 от пятойшины 52. Сигнал с выхода модуля арбитра 53 через второй элемент И 36и пятый элемент И 42 поступает напервый входмикропроцессора 56 ипередает управление на программу,по которой блок 29 обработки информации устройства 25 представления информации начинает выполнять дополнительно функции блока 18 обработкиинформации устройства 4 управления.При этом обмен информацией с датчиком 9 и приводами исполнительныхмеханизмов, а также управление ком мутаторами 8 и 11 и распределителем 14 осуществляется с помощью Микропроцессора 56 от третьей шины 34через шестые ключи 50, пятую шину 52,первые ключи 37 и первую шину 10,а от первой шины 10 - через вторыеключи 41, четвертую шину 51, пятыеключи 49; шестую шину 55 и третьиключи 47. на третью шину 34. 7 124 массива для устройства 25 представления информации, то сигнал прерывания с выхода этого устройства управления проходит через модуль арбитра 53, поступает на пятые ключи 49 и через седьмой элемент И 44 - на третий вход Б прерываний микропроцессора 56 и переводит его в режим выполнения программы тестирования, приема и обработки массивов информации, сформированных устройством 4 управления. Сигналы прерываний, поступающие от других устройств (5 и 6) управления, запоминаются в модуле арбитра и задерживаются до окончания работы устройства 25 представления информации.Сигнал, поданный на пятые ключи 49, разрешает прохождение информации от микропроцессора 19 через выходные ключи 17, первую шину 10, вторые . ключи 41, предварительно открытые сигналом от первой шины 10 через третий элемент И 38 и второй элемент ИЛИ 40, через четвертую шину 51, пятые ключи 49, шестую шину 55 и третьи ключи 47 на третью шину 34 и на информационный вход микропроцессора 56.Микропроцессор 56 выполняет программу тестирования устройства 25 представления информации и в случае неисправности сигнал с выхода триггера 60 отказа поступает на индикатор пульта 28, по которому оператор принимает решение о переводе системы в режим 11. При отсутствии неисправности микропроцессор 56 переходит к выполнению программы обработки массивов информации, поступающих от устройства 4 управления, которая обеспечивает выдачу по запросу с дисплея 30 требуемых сведений о режимах работы газоперекачивающего агрегата, значений контролируемых параметров, характеристик процесса регулирования, а также аварийной сигнализации. По окончании работы устройства представления информации с первого выхода А микропроцессора 56 поступает сигнал прерывания на модуль арбитра 53, разрешающий обработку сигналов прерываний от других устройств управления. 55В режиме 11 (с резервированием) ,система работает следующим образом.Для переключения в режим 11 с выхода пульта 28 оператора устройства 25 представления информации подается логический "0" на первый элемент Резервирование устройств представления информации осуществляется за счет приема каждым устройством представления информации массивов информации от всех устройств управления9 124следующим образом. Так как иодульарбитра обеспечивает поочереднуюобработку сигналов прерываний,поступающих от устройств управления,то к шестой шине 55, являющейся общей для всех устройств представления информации, поочередно через вторые ключи 41 и пятые ключи 49 под"ключается каждое устройство управления и передает через шестую шину 55массивы информации, В это время отМодуля арбитра 53 через третий зле"мент ИЛИ 54, через шестые элементыИ 43 всех устройств представленияинформации на вторые входы всехмикропроцессоров 56 поступает сигналпрерывания, который передает управление на прием информации с шестойшины 55 через третьи ключи 47При обработке сигнала прерыванияот следующего устройства управлениямассивы информации, подготовленныеэтим устройством управления, черезшестую шину 55 попадают во все устройства представления информации.Разделение массивов информациии размещение их в соответствующихучастках памяти осуществляется припомощи сигнала прерывания, поступающего с установочного выхода модуляарбитра 53 на все установочные входы Г микропроцессоров 56 после обработки прерывания от каждого устройства управления,Таким образом, в каждом устройстве Представления информации имеются 91991 Оиассивы информации, поступающие отвсех устройств управления, что позволяет испольэовать любые устройствапредставления информации для получения информации о любом газоперекачивающем агрегате.При выполнении блоком 29 обработки информации устройства 25 представления информации функций блока 18 10. обработки информации устройства 4управления с выхода микропроцессора56 поступает сигнал прерывания на,шестые элементы И 43 всех устройствпредставления информации. Одновре" 15 иенно этот сигнал поступает черезвторой элемент НЕ б на другой входшестого элемента И 43, запрещая прохождение сигнала прерывания на второй вход 9 микропроцессора 56, уст ройства 25 представления информации,в то время, как в устройствах 26 и27 представления информации сигналпрерывания проходит через шестые элементы И из-за отсутствия запрета, 25 попадает на вторые входы Ь микропроцессоров и передает управление на приеи информации с шестой шины 55. Таким образом, блок 29 обработки информации устройства 26 представления 30 информации формирует массивы информации так же, как блок 18 устройства4 управления и пересыпает на шестуюшину 55, а остальные устройства пред"ставления информации работают в режиЗ 5 ме приема, обработки и индикацииэтой информации.249199 Составитель А. БарашникоТехред И,Попович рректор В, Бутяга Редактор олов каз 4214/3 Тираж 586 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 3035, Москва, Ж, Раушская наб.