Устройство для телеизмерения и телесигнализации

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУдо делан нзобретенн и открытий, М, Поскря в, Г. И, Поляков,ф, Н. Сихиди пециальное проектно-конструкторское бюро объединени "Союзнефте автоматика" 71) Заявитель 54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЯ И ТЕЛЕСИГНАЛИЗАЦИИ выхо щи особенно аппаратуры пе трации,2 ло Изобретение относится к телемеханике и предназначено для передачи измерительной информации и некоторых известительных сигналов последовательно с нескольких точек измерения, в частности для измерения дебита нефтяных5 скважин на групповых замерных установках.Известно устройство для телеизмерения и телесигнализации, содержащее на1 О передающих пунктах блок местной автоматики групповой замерной установки, связанный с узлом накопления импульсов числоимпульсного кода измеряемого параметра с формирователем номера из 15 мерительного канала (скважины), подключенный через узел опроса к линейному узлу с приемопередающими блоками, подключенными к линии связи, на приемном пункте - пульт диспетчера с элементами управления и сигнализаторами, подключенный к линейному узлу с блоками приема-пер.дачи, связанными с линией связи, блоку обработки информации регистрирующими устро йствами нде и блоку замера дебита 11,Недостатком устройства являетначительная аппаратурная сложнос тов), что существенно снижает его надежностьНаиболее близким техническим решением является устройство для телеизмерения и телесигнализацин, содержащее на передающих пунктах формирователь числоимпульсног 9 кода, подключенный через входной логический блок и передатчик сигналов к линии связи, формирователь известительных сигналов, подключенный к передатчику сигналов, переключатель каналов, связанный с блоком управления, на приемном пункте - приемники сигналов, подключенные к линии связи и связанные через выходной логический блок с сигнальными элементами и блоком анализа и обработки сигналов, к выходам которого подключенНедостаток устройства - значительная вероятность появления ложного сообщения на выходе устройства в момент циклического контроля синхронизации, когда не происходит сдадены качественных признаков сигнала. Это может произойти как нри нормальном переключении, таки при отказе перекпочения переключателя измерительных каналов и на данномизмерении не будет зафиксировано устройством, что приведет к появлению навыходе устройства ложного сообщения.При четном количестве точек измерения таких ситуаций в цикле переключения у известного устройства всегда две,т.е. вероятность появленич ложного сообщения повышена примерно в два раза посравнению с теоретически возможной,это ведет к снижению падекности работы всего устройства, Кроме того, приобработке информации устройство производ лишь суммирование импульсовчислоимпульсного кода (получение результата измерения в отвлеченных единицах) и сигналов конец замера ( получение номера измерительного канала),т.е. имеет ограниченные фупсциоцапьныевозможности,Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.Для достижения поставленной цели вустройство введены на каждом передаю -щом пункте управляющий триггер, элемент ИЛИ и дешифратор номера канала,перьый выход перекщочателя каналовчерез дешифратор номера канала соединен с первым входом элемента ИЛИ,второй выход - с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединенс входом управляющего триггера, выходыкоторого соединены соответственно свторым и третьим входами входного ло -гического блока второй выход блокауправления соединен с четвертым входом входного логического блока ивходом формирователя известительньхсигналов, на приемном пункте - дешифратор управления и в каждый приемныйузел - управляющий триггер и элементИЛИ, второй выход выходного логичес -кого блока соединен с первым входомэлемента ИЛ 1 Л и пятым входом блокаанализа и обработки, управляющий выходкоторого соединен с входом дешифратсра управления, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующихэлементов ИЛИ, выход элемента ИЛИсоединен с входом управппощего триг 10 15 20 30 35 40 45 50 55 гера, выходы которого соединены соответственно с четвертым и пятым входами выходного логического блока.На фиг, 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы сигналов.Устройство для телеуправления и телесигнализации содержит на передающем пункте формирователь 1 кода измеряемого параметра (дебита скважины), подключенный к входному логическому блоку 2, который состоит, например из элементов ИЛИ 3 и 4 и эледтентов И 5 и 6. Выходы входного логического блока подключены к передатчику 7 сигналов, который связан с двухпроводной линией 8 связи древовидной структуры. Ко входам передатчика 7 подключены также выходы формирователя 9 извести - тельных сигналов, В качестве известительных сигналов, например, используют - ся два состояния передающего пункта - срочная (А 1 ) и несрочная (А 1 аварии. Ко входам блока 2 подключен управ - ляющий триггер 10 со счетным входом и входным элементом ИЛИ 11. Выходы триггера 10 подключены ко входам элементов ИЛИ 3 и 4, а. другие их входы объединены и подключены к выходу формирователя 1 кода. Выходы элементов ИЛИ 3 и 4 подключены соответственно ко входам элементов И 5 и 6., другие входы которых объединены и связаны с управляющим входом формирователя 9 известительных сигналов и входом бло - ка 12 управления, который связан с переключателем 13 каналов, имеющим кодовые выходы номера измерительного канала, подключенные к дешифратору 14 номера канала, выход дешифратора 14, возбуждаемый, например на канале измерения10, подключен на вход элемента ИЛИ 11, а его другой вход связан с выходом переключателя 13, на котором формируется сигнал при каждом его переключении. Формирователи 1 и 9, переключатель Х 3 измерительных каналов и блок 12 управления переключением относятся к местной автоматике группо - вой замерной установки дебита скважин. Формироватеть 1 включает в себя измеритель расхода жидкости, например турбинный, который формирует импульсы в числоимпульсном коде соответствующие интегральным приращениям расхода не 5- ти от одной из скважин, подключенной к измерителю переключателем 13 каналов. Переключатель 13 выбирает последовательно каждую скважину и подключает ее к формирователю 1 по сигналу от блока 12 управления, в состав которого входит реле времени, задаюц."ее необходимое время измерения данной5 скважины. На приемном пункте устройство содержит приемник 15 сигналов, выходной логический блок 16, состоящий, например из элементов И 17, 18, 19 и 20, элемента ИЛИ - НЕ 21 и элементов ИЛИ 22 и 23, управляющий триггер 24 со счетным входом и элементом ИЛИ 25 и сигнальные элементы 26, 27 и 28, Указанные составляющие условно объединены в один15 приемный узел 29, количество которых соответствует количеству передающих пунктов, Кроме того, приемный пункт содержит блок 30 анализа и обработки, например микро-ЗВМ, предназначенную20 для выполнения функций обработки сигналов и имеющую пять входов А А, "чик", "сбой и к "к/з - от каждого линейного узла, управления приемом, организации накопления данных и передачи их на верхний уровень управления или регистрации, Ко входам микро-ЭВМ 30 подключены выходы всех приемных узлов 29, а к управляющим выходам - общий дешифратор 31 управления, предназначенный для преобразования выходного "управляющего слова" в сигнал переключения одного из триггеров 24. Для этого один из выходов дешифратора 31 подключен ко входу элемента ИЛИ 2535 соответствующего приемного узла 29.К другим выходам микро-ЗВМ 30 подключены: модем 32, предназначенный для связи с верхним уровнем управления, кассетный накопитель 33 на магнитной ленте, предназначенный для накопления и хранения данных о результатах измерений, устройство 34 регистрации и звуковой сигнализатор 35, Передатчик 7 на передающем пункте и,45 соответствующий ему приемник 15 на приемном пункте выполнены, например, частотными, работающими в диапазоне частот, несовпадаюшем с диапазонами частот других передатчиков 7 и приемников 15, что позволяет использоватьдля линии 8 связи древовидную структуру и обеспечивает независимую и единовременную передачу сигналов со всех передающих пунктов, Каждый передатчик 7 предназначен для передачи в своем частотном диапазоне одного из трех сигналов (,+ аи 1 р - а 1 ), получаемых частотной манипуляцией ос 736154 6новной частоты о, которая соответствует данному частотному диапазону.Каждый приемник 15 предназначен длявыделения частот, соответствующих егочастотному диапазону, из сложного сигнала в линии 8 связи при возбуждениииз трех выходов, соответствующих принимаемым частотам о о +Ь Г илио - д 1 р, Выход приемника 15, соответствующий частоте а, подключен ковходу "чик" микро-ЗВМ 30 и входуИЛИ - НЕ 21, выход которого подключенко входу . "к/з и микро-ЗВМ и входувходного элемента ИЛИ 25. Выход приемника 15, соответствующий частоте1 + а, подключен к сигнальному элементу 27 и входу А, микро-ЗВМ 30и объединенным входам элементов И 17и 19 блока 16. Выход приемника 15,соответствУюший частоте 1 о -1, подключен к сигнальному элементу 26,входу Амикро - ЗВМ 30 и объединеннымвходом элементов И 18 и 20 блока 16.Другие объединенные входы элементовИ 17 и 20, а также 18 и 19 подключены к выходам триггера 24. Выходыэлементов И 17 и 18 через элементИЛИ 22 подключены к сигнальному элементу 28 и входу "сбой" микро-ЭВМ 30,Выходы элементов И 19 и 20 черезэлемент ИЛИ 23 подключены к другомувходу элемента ИЛИ-НЕ 21.Устройство работает следующим образом.На каждом из передающих пунктов, вначале, измеритель расхода формирователя 1 числоимпульсного кода подключается к одному из измерительных каналов(скважине), например первому, переключателем 13 каналов по сигналу от бло -ка 12 управления переключением, нриэтом на кодовых выходах переключателя 13 устанавливается комбинация сигналов, соответствующая двоичному кодуданного номера канала, Одновременноблок 12 управления начинает отсчет времени измеренця, открывает элементы И 5и 6 блока 2 и отключает формирователь 9известительных сигналов. После переключения канала переключатель 13 выдаетсигнал, который проходит через входнойэлемент ИЛИ 11, и наоборот, Зтасмена является нризнаколю переключенияи по ней на приемной стороне осуществляется пошаговый контроль синхроннзации. При переключении на десятую точкуизмерения на выходе дещифратора 14появляется сигнал, нрнгюдящнй к вне 73(э 1ОЧередному переключенпо триггера0 и смена частоты паузы при переходе от измерения на девятой точке к десятой фактически не происходит, это является признаком, который на прис.;Пом пункте используется для циклического коцтро я синхронизации, При лсбсм истцом или нечетном количестве гзмеритольсых каналов такая точгса всеггса только одиарее номер соответствует номеру измерительного канала, при котором ца Выходе дешифратора 14 появляется сигнал.На приемном пункте частотные сигналы с линии 8 поступают ца входы грсех приемников 15 приемньгх узлов 29.В соответствии со значением основ - ной частоты гзггбгсрается только однц из приемников 15, соответствующий дагному передающему пункту ОсталП 1 ые аессгсов гично работают каждый со своим передающим пунктом, т.е, образуется цсгэ - колько частотных канаов 1 одной линии 8 связи. В лодгецт приема имцугь - сов числоцмпулгсногс кода у приемника 15 Возбу-;кден выход 1, сигнал с которого поступает на вход "чик", МИКрс-ЗВхг 30 и ца ВХОД ЭЛСМОИТа ИЛИ Ц 2с игнал с В хорда котссрс в это время отсутствует, При приеме сигнала паУзы частотой гср +л с иг:Г Г, - ,1 возбуждается также соответствующий выход приемника 15 и сцгцаль. с него поступают ца блок 16, на элелсент И 17 и 19 игги 18 .и 20. Прц измерен.си го первому иэмериельцсму сана" триггер 24 СИГЦаЛОМ Со СВОЕГО ВЫХОДа От(1 Эхсвает элементы И 18 и 19, а элсмеггты триггер 10, и псслегций цсерре(;псчается В ПОЛОжЕЦИЕ, 1 ЭИ р(ОТСЗРОМ На ОГ 0 ПГ 5 МОМ выходе пояВляется с 1 эцал, пэсхсд 5 тис через элементы ИЛИ 3 и И 5 ца пере- ДаТЧИК 7 СПГНВ ЛОВ р ЕЗЫЗЫВОЯ ГЕггЕЭагц 11 Эсчастоты 1( + с , соответствующей гаузе. Каждый импульс чпслоимпульсцогс кода формирователя 1 поступает через оба элемента ИЛИ 3 и 4 и элемецтьг И 5 и 6 на оба входа передатчика 7 сигналов, вьгзывая гецерацгпо частотыТаКИМ ОбраЗОМ, ВО ВрЕМя ГСЗгхЕрЕЕСИя.в тгппцс 8 в моменты пауз передается частота Го + ь Г, а в люменты импуртьсов частота О, По Окончании врменя измерения блок 12 утравления закрывает элементы И 5 и 6, что гсргсв(эгсст к ггсчезовенцО сигнала с передатчика 7, в линию 8 тсм самьсм передается сигналконец замера, одновременно с этим сигнал с баска 12 щэохсргит ця грОрмгрсзрат(РЛГ: 9 исц 1 естгстегсьссргх сигналов и:срез 1 сзкоторссз срсдс 1, лоГтсточное дляП ругзасцозасссц 1151 сигнала ксцец замераца присмцОМ 1 уцКТЕ, ,Орд 1 рсаТЕЛЬ 9г, р 51 идает ца ход 1(ррсэГетчГса 7 азарсЙ -и;,Г СИ 1 ас 1 /5ИцРС р срсли та(Оэ,ггс цмг.сотся. Есррегет Ги( 7 формируетас".Отр либо+р Е ПРгРгсцбо- Ацгг Й, В лис 10 8,Г После Отсчета барс сии, достаточногодля приема этих сигсс 1 ссз ца приемномПУ" истер блок УпРасгсе 11151 пеРеключениемвырабатьпаот сигнал перекскзчегсся наизмерение по следуощслу сигналу, прц :Б Этсм ацаЛОГИЧНО ПГЮИСХОГцГт ПЕрЕКГПрэЧЕШЕтрсггсра 10, что гэ КОсер 110 д итоге гсрэцВодцт К ПвредагЕ В ЛИ ИЮ 8 ЧаГТОТЫ Гпрц каждом импульсе числоимпульснсгогссз ч От фсРКПГРОвател 5 1 и Г - ь р. 15 ЗО мсмецть пауз. Б тсальцсйцел процессПСЗВТО ЯЕТСЯ 1 С КЕ 1 ЖД 1 М Ц(ЭРЕХОДОМ ОТТСЭЧ(Г ЦЗрлС 1 РОРСИЯ К ГЛЕДУЦОПОЙ ГГРОИСХО -дит 1 цзреклэчс.цце триггсра 10 и сменачастот пауз Отз + Аиг; -. И р. р; 20 ОГтаргэтся закрг,т,дсг, так как наинверсном Бссхсдре триггера 2 4 сиг.нага;гэт, ЦРЦ;ЭТОМ В МОМЕт ЦаУЗЫ Ца ВЫХО.гсе,г., + априемника 5 иоявлггется(эгнал, героходящий через элемент И 19, 3 Э элемецт ИЛИ 23 ца эгелгепт ИЛИ-Н:. 21.Сгггсал ца вьсходе последего отсутствует.Б слУчае ноивлсции РассццхРоццзациирт. с.исиз вольном Гс.рек ч Оции цздс ери -тельного канала цли отказе цри пегэекло "сниц ца цсрехсдящем или ГгриедснОдрдскте произоидетгезасгаесцрсвассгсая смееса, ЧаСтОтЫ ПауЗЫ, ИаирцМЕр С 1 + рл Г цаагарпррдг(Зр, цЭц ИЗр,СЗрсцГИ ПОРСРРЭРЗОМУ И 3 МЕР 1(ГГ(РгЬ 1(З 1,.РР ГИР "11 а РГУ) И Егавыходе-лРис:д.цИа 1:5 р в мОменточередной паузы появляется с:Гггсал. котсрыц постуаор ца эледс;цты И 18 и20, р Вьсхссэа элемента И 20 сигналчерез элесрецт ВЗЯТИ 2 . ссстурцсет цаВход "сбой" мгкрс-ЭБ 30 и с;цгцальцыиэлемент 23, При нормальном ходе измерения в момент его скосчаси пс первому каналу сигнал "коц и замера" с передаощего пускта передается отсутствием 50какой бы то ци было частоты и на вы -ходах гсриемццка 1 5 в этот доде Сигналов цет, Это приводит к тому, что пагзьсхсде элемента ИУИ-Пр", 21 псявитс:ясгнал, который псстуггает на выход"крхз" микРО-ЗВ 5(р 30 и на вход элементаИЛИ 25, ереклоча 011 ис триггер 24,подготавливая тем самым блок 11 кизмерению по второму сзг.сергтел иодукрываются,9 738кацапу, При этом открываются элементыИ 17 и 20, а элементы И 18, 19 за -Кроме того, после приема сигнала 5 конец замера", в момент передачи из - вестительных сигналов, появление сигна - ла на выходах ГО + й ( или т - и 1 приемника 15 приводит к возбуждению сигнальных элементов 26 или 27 и подаче сигналов на входе А т или А; микро-ЭВМ ЗО. Признаком начала измерения по следующему каналу является появление сигнала на выходе, прием -Хт ника 15, в дальнейшем действие всех элементов приемного узла 29 аналогич - но, При переключении с девятого на десятый канал измерения микро-ЭВМ 30 формирует на своих управляющих выходах соответствующую комбинацию сигналов, которая дешифрируется дешифратором 31 управления и на соответствующем его выходе появляется сигнал, который поступает на элемент ИгИ 25 соответствую 25 щего приемного узла 29. Триггер 24 переключается, что приводит как и на передающем пункте к толлу, что на одном, например десятом, измеритепьтом канале изменение частоты пауз по отношению к предыдущему каналу измерения не проис 30 ,ходит, что позволяет осуществить циклический контроль синхронизации, т,е. гвыявить возможные четнократные сбои в переключении измерительных каналов, Микро - ЭВМ 30 в процессе работы осуще 5 ствляет обработку всех постутаОщих ца ее входы сигналов по программе, хра - няшейся в ее полупостоянном запоминаю - щем устройстве(тле показанд, Например,40 микро-ЭВМ 30 осуществляет сканирование (последовательный опрос) всех входов Ал, А, "чик", "сбой икЯот каждого приемного узла 29 (одного входного канала), суммирует импульсы числоимпульсного кода по каждому каналу Отдельно, суммирует сигнал "конец замера" отдельно для каждого канала, т,е. формирует номер измерительного канала (номер скважины), а при получении но 50 мера измерительного канала, равного десяти, формирует управлятощую комбинацию сигнатюв, обеспечивая дополнительное переключение триггера 24 соответствующего приемного узла 29, проттзво 55 дит пересчет накопленных импульсов чиспоимпульсного кода в суточный дебит каждой скважины и записывает его вместе с номером передаюцОго пункта и номером измерительного канала (скважицт,г) ца ленту кассетюГО е 1 акопцтеля 33,В стт-.тае поятзления сттгттала сбой" тлпттизвестительных спналов микро-ЭВМ Зт 1фон. ттлрует сцгпап звукового Отовещетття,подключая звуковол сцгчапцзатор 35.т-гсв 11 ЗВОСТТЕвПгтЕ СЦГттаЛЬ акже фгЦК -сир; - ,ется ца накотцттепе ЗЗ, Прц нсобходцмости микро - ЭБМ 30 так же переДаЕТ ЦаКОттЛЕПтУО Ц.тфОРМатттО С НаКОтШтоля 33 на верхтптй уровень управлениячерез модем 3:. цпц регистрирует ее спомоПью регттстрцрГгошего устройства 34. Таким образом, повышетпте надежности работы устройства достигается за счет того, что прц четном количестве измеритепьцьх каналов (скважин), а у эксплуа - Лг.труЕЛЛ 1,1 Х В НаСтоящЕЕ ВРЕМЯ ГруППОВЫХ замернь;х установок типа "Спуттцлк" ко - пттчество подктцоченных скважин четно (10 г 14 или 24), циклический контроль СЦЦХРОНтЛЗаШШ т(отСУтСтВИЕ ИЗМЕПЕтПЛЯ КаЧОСТВЕННОГО ПРтгЗПатг.сг Стп Напа ттРЛ ПЕРЕ - ходе с канала на канал) осушестлвчется всего один раз, тогда как в прототипе (тля четного коптчества каналов) обязате,тьно 2 раза. В известном техническом решетцли в молтелт циклического контроля синхронизации возможно прохождение ложной цнфорл цццц на выход устройства, и СттЕДОВатЕгчвпо У ПРЕДлаГаЕМОГО УСтРОйства вероятность появпетптя ложного сооб:тте:тття Ца ВЫХОЦЕ ВРаЗа МЕНЬШЕг ЧЕМПротзт 1 Па. КРОМЕ ТОГО, ПрЪСНЕтцг 1 Е микро - ЭВМ позволяет с высокой степенью надежности знатительно расширить функ - цтиональные возможности устройства в части объема Обработки информации вве - дспцем допопПттепылых функштй передачи, пакоппешя, а такНО утравления перектпО - Пением тртц геров приемных узлов, причем РНСШИРЕНИЕ ГУНКЦттотЭЛЬЛЫХ ВОЗЛЛОжНОСтЕй не втшяет на надежность, так как аппаратурно состав устройства не лСцяется. Формула изобретения Устройство для тепецзмереНтя и телеСНГНалгттЗацЛИ, СОдЕржащЕО На КаждОМ ПЕ- рсдаютцем пункте формирователь кода, выход которого соединен с первьтлл входом входного логического блока, выходы которого Объедиттеньт с соответствуютштмтл вьтходами формирователя известительных СИГННЛОВ И ПОДтлтО ТЕНЫ гтЕРВЗ ПЕРЕДатЧИК сигналов к лтлттцтл связи, блок утравления, первый выход которого соединен с входом переключателя каналов, на приемномпункте - приемные узлы, каждый изкоторых состоит из приемника сигналов,подключенного к линии связи, первый ивторой выходы которого сединены соответственно с первым и вторым входамивыходного логического блока, с первыми вторым входами блока анализа и обработки и с первым и вторым сигнальным элементами, третий выход - с третьими входами выходного логическогоблока и блока анализа и обработки, первый выход выходного логического блокасоединен с четвертым входом блока ана -лиза и обработки и с третьим сигнальным элементом, выходы блока анализаи обработки соединены с входами блокарегистрации, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьпдения надежностиустройства, в него введены на каждомпередающем пункте управляющий триггер,элемент ИЛИ и дешифратор номера канала, первый выход переключателя каналовчерез дешифратор номера канала соединенс первым входом элемента ИЛИ, второйвыход - с вторым входом элемента ИЛИ,выход которого соединен с входом управляющего триггера, выходы которого соедипены соответственно с вторым и третьим входами входного логического блока,второй выход блока управления соединенс четвертым входом входного логического блока и входом формирователя известительных сигналов, на приемном пунктовдещифратор управления и в каждый приемный узел - управлякипий триггер и элемент ИЛИ, второй выход выходного ло -й гического блока соединен с первым входомэлемента ИЛИ и пятым входом блокаанализа и обработки, управляощий выходкоторого соединен с входом дешифраторауправления, выходы которого соединены15 с вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединен с входом управляющего триггера,выходы которого соединены соответственно с четвертым и пятым входами выходного логического блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Телемеханические комплексы иприборы для ЛСУТП нефтяной промышленности, - оозор ГЗНИИОЭИГ, М., 1974,с. 5-14.2. Лвторское свидетельство СССРМ 477443, кл. С 08 С 19/16,18.О 1.74 ( прототип).736154 аказ 2282/О Тираж 682 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений и 11 Э 035, Москва, Ж-З 5, РаушФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, уд. Проектная,СостРедактор В. Зарванская Техре ителв Н. БочароваО, Пегеза Коррек Подпикомитета СССРоткрытийская набд, 4/5