Система сбора и обработки телеметрической информации для мониторинга безопасности объектов

 

Полезная модель относится к телеметрическим системам. Технический результат - повышение быстродействия сбора и обработки телеметрической информации в процессе мониторинга безопасности объектов, находящихся в наиболее критических состояниях. Имеются измерительные каналы (ИК) в составе датчиков (1), преобразователей (2), фильтров (3) и усилителей (4), а также передатчик (14), канал связи (15), приемник (16), контрольная панель сбора данных (17), источник питания с преобразователем (19, 23), задатчик уровня (20). Для обеспечения очередности анализа информации и выявление наиболее опасных объектов мониторинга в ИК добавлены компараторы уровней (5), электронные ключи (6), элементы И (7), регистр сдвига (8), согласующее устройство (9), аналого-импульсный преобразователь (10), коммутатор (11), блок памяти (12), блок опроса (13), кнопка «Пуск» (18), элемент ИЛИ (21), формирователь импульса (22), 1 ил.

Полезная модель относится к телеметрическим системам и может быть использована для мониторинга безопасности промышленных объектов.

Известна многоканальная автономная система для анализа и регистрации динамических процессов, содержащая набор датчиков, преобразователей, фильтров и усилителей, аналого-цифровой преобразователь, электронно-вычислительную машину, оперативное запоминающее устройство, таймер, персональный компьютер, принтер, источник питания с преобразователем напряжения, двухкомпонентные датчики ускорения, датчики температуры, приемопередатчик, контроллер, преобразователь напряжения (описание изобретения к патенту РФ 2271031, МПК G05D 19/02, опубликовано 27.02.2006 г., бюл. 6).

Недостаток системы состоит в недостаточной информированности о предельных нагружениях на объект в случаях достижения заданного предельного уровня.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является комплекс сбора и анализа телеметрической информации для мониторинга безопасности объектов, описанный в патенте РФ 2337391, МПК G05BD 19/02 (опубликован 21.03.2007, бюл. 30), принятый за прототип. Комплекс сбора и анализа телеметрической информации для мониторинга безопасности объектов содержит набор датчиков, преобразователи, усилители, фильтры, два источника питания, преобразователь источника питания, аналого-цифровой преобразователь АЦП, блок входных данных, блок управления, ноутбук, таймер, запоминающее устройство, три задатчика уровня, блок анализа информации порогового уровня, три оперативных запоминающих устройство, блок выделения максимальных амплитуд, блок выделения экстремумов, счетчик количества циклов, блок формирования команды предельного уровня, блок выходных данных, регистратор, три передатчика, канал связи, три приемника, формирователь сигналов предельных уровней информации, контрольную панель сбора данных, генеральный пункт сбора данных.

Недостатком данного комплекса является большая продолжительность сбора и обработки телеметрической информации в процессе мониторинга безопасности объектов вследствие отсутствия дифференциального учета степени критичности состояния объектов.

Технический результат - повышение быстродействия сбора и обработки телеметрической информации в процессе мониторинга безопасности объектов, находящихся в наиболее критических состояниях.

Этот результат достигается тем, что в предложенную систему сбора и обработки телеметрической информации для мониторинга безопасности объектов дополнительно к датчикам, преобразователям, фильтрам и усилителям (составляющим n наборы измерительных каналов) и линиям связи в составе передатчика, канала связи, приемника и контрольного табло, введены:

по n канальных элементов И, компараторов уровней, электронных ключей, элемент ИЛИ, формирователь импульса, регистр сдвига и кнопка «Пуск» - для уменьшения избыточного времени контроля объектов, находящихся в нормальном состоянии;

согласующее устройство, аналого-импульсный преобразователь, коммутатор, блок памяти и блок опроса - для определения объектов, критическое состояние которых требует первоочередного и детального обследования.

Система сбора и обработки телеметрической информации для мониторинга безопасности объектов, содержит n наборов (измерительных каналов) последовательно соединенных датчиков, преобразователей, фильтров и усилителей, последовательно соединенные передатчик, канал связи, приемник с декодером и контрольная панель сбора данных, последовательно соединенные источник питания и преобразователь источника питания, задатчик уровня. В состав системы согласно изобретению введены кнопка «Пуск», один из контактов которой совместно с входом задатчика уровня подключены к входу источника питания, последовательно соединенные элемент ИЛИ, формирователь импульса и регистр сдвига, установочный вход которого подключен к второму контакту кнопки «Пуск», последовательно соединенные согласующее устройство, аналого-импульсный преобразователь, коммутатор, блок памяти и блок опроса, выход которого подключен к входу передатчика, n компараторов уровня, первые входы которых подключены к выходам соответствующих усилителей, а вторые входы компараторов объединены и подключены к выходу задатчика уровня, n канальных элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, (n+1)-й вход которого подключен к второму выходу аналого-импульсного преобразователя, сбросовый вход которого подключен к выходу преобразователя источника питания, n электронных ключей, информационные входы которых совместно с инверсными входами соответствующих канальных элементов И подключены к выходам соответствующих компараторов уровней, управляющие входы электронных ключей соединены с прямыми входами соответствующих канальных элементов И и подключены к соответствующим выходам регистра сдвига, к этим же выходам регистра сдвига подключены соответствующие канальные входы коммутатора, выходы электронных ключей соединены с соответствующими входами согласующего устройства.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема системы сбора и обработки телеметрической информации для мониторинга безопасности объектов.

Система сбора и обработки телеметрической информации для мониторинга безопасности объектов содержит наборы (по числу n измерительных каналов) датчиков 1, преобразователей 2, фильтров 3, усилителей 4, компараторов 5 уровней, электронных ключей 6 и канальных элементов И 7, регистр 8 сдвига, согласующее устройство 9, аналого-импульсный преобразователь (АИП) 10, коммутатор 11, блок 12 памяти, блок 13 опроса, передатчик 14, канал 15 связи, приемник 16 с декодером, контрольную панель 17 сбора данных, кнопку 18 «Пуск», источник 19 питания, задатчик 20 уровня, элемент ИЛИ 21, формирователь 22 импульса, преобразователь 23 источника питания.

Система работает следующим образом. Датчики 1 измеряют параметры объектов. Результаты измерения в преобразователях 2 преобразуются в электрические сигналы со значениями напряжения, пропорциональными значениям измеряемых параметров. Фильтры 3 обеспечивают выделение измерительного сигнала в заданной полосе частот. Далее сигнал усиливается с помощью усилителя 4, причем за счет подбора коэффициентов усиления обеспечивается нормирование уровней сигналов относительно установленных пороговых уровней.

Выходные сигналы усилителей 4 поступают на первые входы соответствующих компараторов 5, где сравниваются с напряжением порогового уровня UП, подаваемым на вторые входы компараторов 5. В случае превышения напряжением измерительного сигнала Uxi (в i-м измерительном канале) порогового уровня UП на выходе i-го компаратора 5 появится разностное напряжение Ui=Uxi-UП. В противном случае, если UxiUП, на выходе компаратора 5 напряжение отсутствует (равно нулю).

Ключи 6, управляемые сигналом с регистра 8 сдвига, обеспечивают поочередное подключение выходов компараторов 5 к соответствующим входам согласующего устройства 9. Устройство 9 обеспечивает поступление разностного напряжения Ui через открытый i-й ключ 6 на вход аналого-импульсного преобразователя 10. АИЛ 10 выполнен по схеме время-импульсного преобразователя с двойным интегрированием. Чем выше значение напряжения Ui на входе АИЛ 10, тем большее число импульсов будет на выходе данного преобразователя.

Импульсы с выхода АИЛ 10 через открытый элемент И коммутатора 11 подаются в ячейки памяти блока 12, соответствующие номеру i-го опрашиваемого измерительного канала. При этом выбор открываемого элемента И коммутатора 11 осуществляется по команде с соответствующего i-го выхода регистра 8 сдвига. Блок 13 опроса обеспечивает определенную очередность подачи на вход передатчика 14 информации о результатах контроля объектов, записанной в блоке 12 памяти. При этом очередность передачи сообщений о состояниях объектов определяется в порядке убывания числа импульсов, записанных в ячейках блока 12 памяти. В первую очередь передатчиком 14 в канал 15 связи будет отправлено сообщение о состоянии того объекта, для которого измеренное значение Uxi (в случае превышения им порогового уровня U П) будет максимальным, а следовательно большее число импульсов будет записано в соответствующие ячейки блока 12 памяти. На приемной стороне канала 15 связи сообщение декодируется в приемнике 16 и отражается на контрольной панели 17 сбора данных.

Время анализа состояния каждого объекта определяется работой регистра 8 сдвига. При нажатии кнопки 18 «Пуск» подается питание от источника 19 на установочный вход регистра 8 сдвига. На первом выходе регистра 8 появляется напряжение логической «единицы», которое при подаче на управляющий вход ключа 6 первого канала переводит его в открытое состояние.

Канальный элемент И 7 прямым входом соединен с управляющим входом ключа 6, а инверсным входом соединен с информационным входом ключа 6. Если на информационном входе данного ключа 6 отсутствует напряжение Ui с выхода соответствующего компаратора 5 уровня, то на выходе канального элемента И 7 появится напряжение логической «единицы». Указанная логическая «единица» с выхода канального элемента И 7 проходит через элемент ИЛИ 21 на вход формирователя 22 импульса. Импульсный сигнал с выхода формирователя 22 поступает на управляющий вход регистра 8 сдвига, тем самым обеспечивая снятие напряжения с первого выхода регистра 8 и появление напряжения на его втором выходе. При этом ключ 61 первого измерительного канала закрывается и открывается ключ 62 второго канала.

Если на информационный вход ключа 6 анализируемого измерительного канала подается разностное напряжение Ui>0, то на выходе соответствующего канального элемента И 7 отсутствует напряжение логической «единицы». Ключ 6 такого измерительного канала остается открытым до момента окончания преобразования уровня исследуемого напряжения Ui в определенное число импульсов в блоке 10. Только после окончания преобразования измерительного сигнала напряжение логической «единицы» с второго выхода АИЛ 10 через элемент ИЛИ 21 подается в формирователь 22, с выхода которого управляющий импульс, поступая в регистр 8, подает команду для перехода к анализу очередного объекта контроля.

Переход АИЛ 10 в исходное состояние обеспечивается при подаче напряжения на его сбросовый вход от преобразователя 23 источника питания.

Таким образом, в предлагаемой системе, несмотря на последовательный опрос всех объектов контроля, практически отсутствуют временные затраты на анализ объектов, значения параметров которых меньше порогового уровня. Объекты, находящиеся в наиболее критическом состоянии, характеризуются параметрами со значениями, значительно превышающими пороговый уровень; для контроля таких объектов требуется больше времени при преобразовании измерительных сигналов в блоке 10, т.е. им «уделяется больше внимания». Кроме того, за счет «сортировки» сообщений в блоке 13, первоочередной передаче по каналу связи на диспетчерский (приемный) пункт подлежат сообщения об объектах, находящиеся в наиболее критическом состоянии, что вполне справедливо с точки зрения безопасности эксплуатации таких объектов. Следовательно, предлагаемая система обладает большим быстродействием при сборе и обработке телеметрической информации в процессе мониторинга безопасности объектов, находящихся в наиболее критических состояниях.

Система сбора и обработки телеметрической информации для мониторинга безопасности объектов, содержащая n наборов (измерительных каналов) последовательно соединенных датчиков, преобразователей, фильтров и усилителей, последовательно соединенные передатчик, канал связи, приемник с декодером и контрольная панель сбора данных, последовательно соединенные источник питания и преобразователь источника питания, задатчик уровня, отличающаяся тем, что в ее состав введены кнопка «Пуск», один из контактов которой совместно с входом задатчика уровня подключены к входу источника питания, последовательно соединенные элемент ИЛИ, формирователь импульса и регистр сдвига, установочный вход которого подключен к второму контакту кнопки «Пуск», последовательно соединенные согласующее устройство, аналого-импульсный преобразователь, коммутатор, блок памяти и блок опроса, выход которого подключен к входу передатчика, n компараторов уровня, первые входы которых подключены к выходам соответствующих усилителей, а вторые входы компараторов объединены и подключены к выходу задатчика уровня, n канальных элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, (n+1)-й вход которого подключен к второму выходу аналого-импульсного преобразователя, сбросовый вход которого подключен к выходу преобразователя источника питания, n электронных ключей, информационные входы которых совместно с инверсными входами соответствующих канальных элементов И подключены к выходам соответствующих компараторов уровней, управляющие входы электронных ключей соединены с прямыми входами соответствующих канальных элементов И и подключены к соответствующим выходам регистра сдвига, к этим же выходам регистра сдвига подключены соответствующие канальные входы коммутатора, выходы электронных ключей соединены с соответствующими входами согласующего устройства.



 

Похожие патенты:

Промышленный оптический 5, 8 или 10-портовый Коммутатор связи sw-1 относится к области оборудования, которое применяется для передачи данных, реализующего технологии коммутации кадров в единой сети электросвязи РФ и корпоративных сетях в случае их присоединения к единой сети электросвязи РФ.

Изобретение относится к технике централизованной охраны неподвижных объектов

Изобретение относится к информационным системам сбора, хранения, обработки и использования информации и может быть использовано при конструировании систем оперативного управления информацией, принадлежащей на правах собственности как отдельных людей, учреждений и предприятий, так и городов или регионов в целом
Наверх