Пристрій обробки сигналів для технологічної установки

Пристрій обробки сигналів для технологічної установки, що містить модуль процесора, який включає з'єднані відповідно мікроконтролер, інтерфейс для вводу та виводу цифрових сигналів, блоки живлення, алфавітно-цифровий 3 виводу цифрових сигналів, а також модулі вводу аналогових сигналів. Кожен з вказаних вище модулів вводу і/або виводу цифрових сигналів та модулів вводу аналогових сигналів включає першу та другу частини, які з’єднані з можливістю передачі інформації та електрично роз’єднані, наприклад, за допомогою пристрою розв’язки, встановленого між ними. При цьому перші частини модулів вводу і/або виводу цифрових сигналів та модулів вводу аналогових сигналів зв’язані з інтерфейсом модуля процесора системною шиною. Модуль процесора включає з’єднані відповідно мікроконтролер, інтерфейс для вводу та виводу цифрових сигналів, блоки живлення, алфавітно-цифровий індикатор та клавіатуру керування. Наприклад, у разі організації керування підігрівником газу з рідким теплоносієм, що використовується проти гідратоутворення в системах регулювання газорозподільних пунктів та станцій, у відомому пристрої перша частина модулів вводу і/або виводу цифрових сигналів, а також модулів вводу аналогових сигналів, виконана у вигляді контролера, а друга частина - у вигляді узгоджуючих елементів давача. Недоліками даного пристрою можна вважати неможливість одночасного вводу декількох аналогових сигналів для наступної обробки, що звужує його область застосування, а також складність в синхронізації початку вводу таких сигналів, що знижує точність їхньої обробки. Це особливо важливо, наприклад, у процесі контролю параметрів електричної мережі і т. п. Задачею, на розв’язання якої направлене створення цієї корисної моделі, є розробка такого пристрою, в якому нові блоки, місце їхньої установки, а також нові зв’язки між новими та відомими блоками дозволяють ввести всі оброблювані аналогові сигнали одночасно і, при цьому, синхронізувати їхній ввід, чим забезпечується точна фіксація співвідношення всіх аналогових сигналів. Це поліпшує технологічні можливості пропонованого пристрою, при цьому підвищується його точність, а також розширюється область застосування. Поставлена задача розв’язується за рахунок того, що удосконалюється пристрій обробки сигналів для технологічної установки, який містить, як і найбільш близький до заявлюваного, модуль процесора, який включає з’єднані відповідно мікроконтролер, інтерфейс для вводу та виводу цифрових сигналів, блоки живлення, алфавітноцифровий індикатор та клавіатуру керування. Пристрій містить також, як мінімум, один модуль вводу і/або виводу цифрових сигналів та модулі вводу аналогових сигналів, що включають першу та другу частини, які з’єднані з можливістю передачі інформації і електрично роз’єднані, наприклад, за допомогою пристрою розв’язки. Пристрої розв’язки встановлені між частинами модулів, при цьому їхні перші частини зв’язані з інтерфейсом модуля процесора системною шиною. На відміну від відомого, у пропонованому пристрої перші частини модулів вводу аналогових 29405 4 сигналів зв’язані з системною шиною через розміщений в модулі процесора адаптер. При цьому кожний з входів адаптера підключений за допомогою окремної послідовної шини до виходу першої частини відповідного модуля вводу аналогових сигналів. Пропонований пристрій ілюструється кресленням, де зображена його блок-схема. Пристрій обробки сигналів для технологічної установки містить модуль процесора 1, який забезпечує високорівневу обробку інформації з зовнішніх пристроїв та керування даним пристроєм. При цьому провадиться, наприклад, виконання логічних функцій, зв’язок модулів та зовнішніх пристроїв, керування, контроль, сигналізація, настроювання та індикація. Модуль процесора 1 включає з’єднані відповідно мікроконтролер 2, інтерфейс 3 для вводу та виводу цифрових сигналів, блоки живлення (БЖ) 4, алфавітно-цифровий індикатор 5 та клавіатуру керування 6. Відомий пристрій містить також, як мінімум, один модуль 7 вводу і/або виводу цифрових сигналів (МВВЦ). Модуль 7 вводу і/або виводу цифрових сигналів включає першу частину 8, наприклад, регістр, який з’єднаний з другою частиною 9, наприклад, узгоджуючими елементами давача, з можливістю передачі інформації. Вказана перша частина 8 модуля 7 вводу і/або виводу цифрових сигналів з’єднана з інтерфейсом 3 модуля процесора 1 системною шиною 10. Перша 8 та друга 9 частини модуля 7 вводу і/або виводу цифрових сигналів електрично роз’єднані, наприклад, за допомогою пристрою розв’язки 11, встановленого між ними. Склад та кількість модулів 7 вводу і/або виводу цифрових сигналів (МВВЦ), що є у пристрої, визначається його призначенням та алгоритмом функціонування. Перша частина 8, наприклад, регістр, кожного з модулів 7 вводу і/або виводу цифрових сигналів зв’язана входом (виходом) з системною шиною 10, а виходом (входом) з’єднана з пристроєм розв’язки 11. Друга частина 9 кожного модуля 7 виходом (входом) підключена до пристрою розв’язки 11, а входом (виходом), наприклад, до зовнішніх елементів давачів (виконавчих пристроїв) відповідно. В залежності від виконуваних задач пристрій укомплектований необхідною кількістю ММВЦ 7, а саме: х модулів вводу і/або виводу цифрових сигналів, де х³1. Пристрій включає також модулі 12 вводу аналогових сигналів (MBА), кожний з яких містить першу частину 13, другу частину 14, а також пристрій розв’язки 15. Перша 13 та друга 14 частини електрично роз’єднані, але при цьому забезпечується передача інформації. Системна шина 10 зв’язана з вказаними модулями 12, наприклад, через адаптер 16 за допомогою послідовних шин 17. При цьому кожний з входів адаптера 16 підключений за допомогою окремної послідовної шини 17 до виходу першої частини 13 відповідного модуля 12 вводу аналогових сигналів (MBА). 5 У залежності від виконуваних задач пристрій укомплектований необхідною кількістю MBA 12: наприклад, n модулів вводу аналогових сигналів, де n³2 для контролю параметрів електричних мереж. У пристрої, робота якого описується, у ролі перших частин 8 модулів 7...7х вводу і/або виводу цифрових сигналів використовуються регістри, а в ролі перших частин 13 модулів 12...12n вводу аналогових сигналів використовуються аналогоцифрові перетворювачі з послідовним виходом (АЦП). У ролі других частин 9 модулів 7 вводу і/ або виводу цифрових сигналів 7....7х використовуються, наприклад, виконавчі пристрої, а в ролі других частин 13 модулів 12...12n вводу аналогових сигналів використовуються, наприклад, зовнішні елементи давачів. При підмиканні блоків живлення 4 відбувається первинна ініціалізація мікроконтролера 2 в модулі процесора 1, а також АЦП та регістрів у перших частинах 8 та 13 вузлів 7...7х та 12... 12n відповідно. Живлення на модулі 7 та 12 надходить, наприклад, через інтерфейс 3, системну шину 10 та послідовні шини 17. В модулях 7...7х запускається їхня само діагностика і встановлюється інформаційний зв’язок по системний шині 10 з усіма вузлами пристрою. Далі аналогові сигнали з давачів, підімкнених до других частин 14 модулів 12...12n надходять на розміщені в цих частинах аналого-цифрові перетворювачі з послідовним виходом (АЦП), кожний з яких працює незалежно, де перетворюються в цифровий послідовний код. Цифрові коди з виходів всіх вузлів 14 модулів 12 одночасно через пристрої розв’язки 15, першу частину 13 по послідовних шинах 17 та адаптер 16, системну шину 10 подаються через інтерфейс 3 в мікроконтролер 2 модуля процесора 1. При цьому адаптер 16 забезпечує узгодження системної шини 10 з набором послідовних шин 17. Через адаптер 16 по шинах 17 під керуванням мікроконтролера 2 АЦП кожного модуля 12 задаються момент початку обробки аналогового сигналу, а також тактова послідовність зчитування інформації, у відповідності з якою на виході АЦП одержуємо інформацію для подальшої обробки саме у вигляді цифрового послідовного коду. Таким чином, всі аналогові сигнали перетворюються АЦП всіх модулів 12 одночасно і надходять на адаптер 16. Далі адаптер 16 перетворює набір послідовних сигналів в паралельну інформацію для передачі її в системну шину 10. При цьому можливе настроювання за допомогою клавіатури 6 та алфавітно-цифрового індикатора 5 критеріїв обробки інформації, що надходить з модулів 7 та 12 і, при необхідності, її індикація індикатором 5. У процесі подальшої обробки інформації модулем процесора 1 здійснюється видача інформації, а також діянь керування через інтерфейс 3 на системну шину 10. При цьому діяння керування у вигляді цифрових сигналів через перші частини 8 модулів виводу 7....7х цифрових сигналів, та пристарої розв’язки 11 надходять на другі частини 9 модулів 7...7х, зв’язані з виконавчими пристроями. 29405 6 У разі дії на входи даного пристрою обробки сигналів для технологічної установки електромагнітного поля завади, що виникають, не проникають в перші частини 8 модулів 7...7х та перші частини 13 модулів 12...12n, а також системну шину 10, послідовні шини 17 та модуль процесора 1, завдяки наявності в кожному з модулів 7...7х та 12...12n пристроїв розв’язки 11 або 15, що забезпечують електричне роз’єднання. Це підвищує надійність функціонування пристрою у несприятливих умовах.