Аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин

Аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин, що містить перший і другий узгоджуючі пристрої, аналоговий комутатор, джерело опорної напруги, аналого-цифровий перетворювач, пристрій пам'яті програм, дешифратор, процесорний пристрій, пристрій пам'яті даних, перший і другий буферні формувачі, входи контрольованих сигналів, причому входи першого та другого узгоджуючих пристроїв з'єднані з входами контрольованих сигналів, а виходи - відповідно з третіми та четвертими входами аналогового комутатора, перший та другий входи якого під'єднані відповідно до шини "нуля вольт" і виходу джерела опорної напруги, а вихід - до входу аналого-цифрового перетворювача, виходи порту адреси процесорного пристрою з'єднані з адресними входами пристрою пам'яті програм, входи/виходи порту даних - з виходами аналого-цифрового перетворювача і входами першого буферного формувача, виходи читання, вибірки пам'яті програм та даних - відповідно з входами читання та вибірки пристрою пам'яті програм і першим входом дешифратора, перший, другий та третій виходи якого під'єднані відповідно до входів запуску і вибірки аналого-цифрового перетворювача та входу вибірки другого буферного фо U 2 (11) 1 3 18233 4 жливість безперервного контролю параметрів елемультиплікативної похибки, зсувів нуля вимірювактроенергії (по кожному періоду); недостатні функльних каналів, тощо, що ускладнює роботу з відоціональні можливості через відсутність контролю мим пристроєм. форми кривих вхідних сигналів. У відомому пристрою не передбачена можлиНайближчим за технічною суттю до корисної вість фіксації телесигналів та видачі сигналів темоделі, що пропонується, є аналого-цифровий леуправління для контрольованого енергооб'єкту. перетворювач інтегральних характеристик електТаким чином, відомий аналого-цифровий перичних величин [Патент України №54770А, МКВ ретворювач інтегральних характеристик електричН03М1/06, від 17.03.2003, Бюл. №3], що містить них величин не забезпечує достатньо високої точперший і другий узгоджуючі пристрої, аналоговий ності перетворень при широкому діапазоні комутатор, джерело опорної напруги, аналогозмінювання вхідних сигналів. Крім того, він має цифровий перетворювач, пристрій пам'яті пропорівняно складну структурну схему та недостатні грам, дешифратор, процесорний пристрій, прифункціональні можливості. стрій пам'яті даних, перший і другий буферні форВ основу корисної моделі поставлено завданмувачі, входи контрольованих сигналів, причому ня створити аналого-цифровий перетворювач інвходи першого та другого узгоджуючих пристроїв тегральних характеристик електричних величин, у з'єднані з входами контрольованих сигналів, а виякому введення нових елементів та взаємозв'язків ходи - відповідно з третіми та четвертими входами дозволило б підвищити точність перетворень, а аналогового комутатора, перший та другий входи також спростити структурну схему та розширити якого під'єднані відповідно до шини "нуля вольт" і функціональні можливості пристрою і, за рахунок виходу джерела опорної напруги, а вихід - до вхоцього, підвищити якість і зменшити вартість контду аналого-цифрового перетворювача, виходи ролю за параметрами електроенергії у процесі її порту адреси процесорного пристрою з'єднані з виробництва та споживання. адресними входами пристрою пам'яті програм, Поставлена задача вирішується тим, що в входи/виходи порту даних - з виходами аналогоаналого-цифровий перетворювач інтегральних цифрового перетворювача і входами першого бухарактеристик електричних величин, який містить ферного формувача, виходи читання, вибірки паперший і другий узгоджуючі пристрої, аналоговий м'яті програм та даних - відповідно з входами чикомутатор, джерело опорної напруги, аналоготання та вибірки пристрою пам'яті програм і цифровий перетворювач, пристрій пам'яті пропершим входом дешифратора, перший, другий та грам, дешифратор, процесорний пристрій, притретій виходи якого під'єднані відповідно до входів стрій пам'яті даних, перший і другий буферні форзапуску і вибірки аналого-цифроового перетворюмувачі, входи контрольованих сигналів, причому вача та входу вибірки другого буферного формувходи першого та другого узгоджуючих пристроїв вача, а четверті виходи з'єднані з входами вибірки з'єднані з входами контрольованих сигналів, а випристрою пам'яті даних. ходи - відповідно з третіми та четвертими входами Відомий пристрій може забезпечувати високу аналогового комутатора, перший та другий входи точність перетворення тільки в обмеженому знизу якого під'єднані відповідно до шини "нуля вольт" і діапазоні змінювання вхідних сигналів у сталому виходу джерела опорної напруги, а вихід - до вхорежимі роботи. В реальних умовах роботи при ду аналого-цифрового перетворювача, виходи зменшенні навантаження на енергооб'єкт можлипорту адреси процесорного пристрою з'єднані з вим є значне зменшення струмів (до 0,5% від ноадресними входами пристрою пам'яті програм, мінального значення), що при розрахунку узговходи/виходи порту даних - з виходами аналогоджуючого пристрою на режим роботи, близький до цифрового перетворювача і входами першого буномінального, приводить до порівняно великої ферного формувача, виходи читання, вибірки папохибки оцінки контрольованих параметрів. м'яті програм та даних - відповідно з входами чиУ відомому пристрої контроль форми кривих тання та вибірки пристрою пам'яті програм і вхідних сигналів виконується через фіксацію й першим входом дешифратора, перший, другий та запам'ятовування вибірок миттєвих значень цих третій виходи якого під'єднані відповідно до входів сигналів почергово у двох пристроях оперативної запуску і вибірки аналого-цифрового перетворюпам'яті, що приводить, по-перше, до ускладнення вача та входу вибірки другого буферного формусхеми перетворювача інтегральних характеристик вача, а четверті виходи з'єднані з входами вибірки через необхідність додаткових вузлів управління пристрою пам'яті даних, згідно з корисною моделлю, додатково введені підсилювач сигналів, фороперативною пам'яттю (тригери, мультиплексори, лічильник, буферні формувачі), і, по-друге, до мувач адреси, приймач-передавач інформації, втрати інформації при зникненні живлення. входи телесигналів, виходи телеуправління, вхоУ відомому пристрої запит та видача інфорди/виходи лінії зв'язку та входи/виходи програмумації виконується у паралельному цифровому вання пристрою пам'яті програм, причому входи коді, що приводить до збільшення зовнішніх шин підсилювача сигналів з'єднані з виходами першого зв'язку, а отже, удорожчання пристрою. узгоджуючого пристрою, а виходи - з п'ятими вхоАдреса звернення до відомого пристрою зададами аналогового комутатора, входи управління ється програмно, що приводить до неможливості якого під'єднані до перших виходів порту прапорів взаємозаміняємості таких пристроїв у системі збопроцесорного пристрою, другі виходи порту прару даних без перепрограмування їх пристроїв папорів та вихід вибірки зовнішніх пристроїв процем'яті програм в окремому програматорі. Перепрогсорного пристрою з'єднані відповідно з другими та рамування постійної пам'яті потребують і третім входами дешифратора, п'ятий та шостий змінювання коефіцієнтів корекції систематичної виходи якого під'єднані до входів вибірки відповід 5 18233 6 но першого буферного формувача та формувача порту прапорів - відповідно з входами управління адреси, виходи першого та входи другого буфераналогового комутатора 4 та другими входами них формувачів з'єднані відповідно з виходами дешифратора 7, виходи якого під'єднані відповідно телеуправління та входами телесигналів, входо входів запуску та вибірки аналого-цифрового ди/виходи порту даних процесорного пристрою перетворювача 6, входів вибірки буферних форпід'єднані до виходів другого буферного формувамувачів 11 і 12, пристрою пам'яті даних 10 та фоча, виходів формувача адреси та входів/виходів рмувача адреси 13. Виходи вибірки пам'яті даних, пристрою пам'яті даних, виходи порту адреси - до зовнішніх пристроїв та пам'яті програм процесорадресних входів пристрою пам'яті даних, вихід ного пристрою 8 з'єднані відповідно з першим і читання - до входу читання пристрою пам'яті датретім входами дешифратора 7 та входом вибірки них, вихід запису - до входів запису пристроїв папристрою пам'яті програм 10, виходи читання та м'яті даних та програм, входи/виходи послідовного запису - відповідно з входами читання та запису порту - через приймач-передавач інформації до пристроїв пам'яті програм 9 та даних 10, а вховходів/виходів лінії зв'язку, входи/виходи програди/виходи послідовного порту - через приймачмування пристрою пам'яті програм з'єднані відпопередавач 14 із входами/виходами лінії зв'язку 18. відно з входами адреси та даних, вибірки, читання Входи телесигналів 16 під'єднані до входів буферта запису пристрою пам'яті програм. ного формувача 11, виходи телеуправління 17 - до За рахунок уведення нових елементів та взаєвиходів буферного формувача 12, а входи/виходи мозв'язків одержана можливість,по-перше, підвипрограмування 19 пристрою пам'яті програм 9 щення точності перетворень інтегральних харакз'єднані відповідно з входами адреси та даних, теристик електричних величин при розширенні вибірки, читання та запису цього пристрою. знизу діапазону змінювання вхідних сигналів, поПри реалізації даного аналого-цифрового педруге, спрощення структурної схеми пристрою і ретворювача інтегральних характеристик електрийого зв'язку із зовнішніми системами збору даних чних величин узгоджуючі пристрої 1 і 2 містять через застосування єдиного пристою пам'яті даних двоканальні трансформаторні пристрої гальванічта послідовного порту прийому/видачі інформації і, ної розв'язки, виконані за відомою схемою [див. по-третє, розширення функціональних можливосА.с. СРСР №978060, МКВ G01R21/06 від 30.11.82, тей за рахунок апаратного формування адреси Бюл. № 4]. Підсилювач сигналів 3 виконаний на пристрою, можливості перепрограмування пам'яті основі операційних підсилювачів типу ОР470. програм у процесі роботи пристрою, можливості Аналоговий комутатор 4 побудований на основі фіксації телесигналів та видачі сигналів телеупрамікросхеми ADG406; джерело опорної напруги 5 вління, що забезпечує можливість підвищення на основі мікросхеми AD780; аналого-цифровий якості при одночасному здешевленні контролю за перетворювач 6 - на основі мікросхеми AD976A, параметрами електроенергії в процесі її виробнидешифратор 7 - на основі мікросхеми КР1533ИД4. цтва і споживання. Як процесорний пристрій 8 використовується сигНа Фіг. зображено структурну схему пропонональний процесор типу ADSP218x. Пристрої паваного аналого-цифрового перетворювача. м'яті програм 9 та даних 10 побудовані на основі Аналого-цифровий перетворювач інтегральмікросхем енергонезалежної ферроелектричної них характеристик електричних величин має у пам'яті FM1808-70-P, буферні формувачі 11 і 12 своєму складі узгоджуючі пристрої 1 і 2, підсилюна основі мікросхем КР1533АП5, формувач адреси вач сигналів 3, аналоговий комутатор 4, джерело 13 - на основі джамперів, що під'єднують нульовий опорної напруги 5, аналого-цифровий перетворючи одиничний рівні напруги через буферну мікросвач 6, дешифратори 7, процесорний пристрій 8, хему КР1533АП5 до відповідних розрядів порту пристрій пам'яті програм 9, пристрій пам'яті даних даних процесора 8. Як приймач-передавач вико10, буферні формувачі 11 і 12, формувач адреси ристовується мікросхема ADM489. 13, приймач-передавач інформації 14, входи контПропонований аналого-цифровий перетворюрольованих сигналів 15, входи телесигналів 16, вач інтегральних характеристик електричних вевиходи телеуправління 17, входи/виходи лінії зв'яличин (далі прилад) працює наступним чином. зку 18 та входи/виходи програмування пристрою Напруги та струми з контрольованого енергооб'єкпам'яті програм 19. Входи узгоджуючих пристроїв ту через входи 15 поступають на входи узгоджую1 і 2 з'єднані з входами контрольованих сигналів чих пристроїв 1 і 2, якими виконується гальванічне 15. Входи аналогового комутатора 4 під'єднані розв'язання електричної схеми приладу від вихідвідповідно до шини "нуля вольт", виходу джерела них кіл контрольованого енергооб'єкту і нормуванопорної напруги 5, виходам узгоджуючих пристроїв ня вхідних сигналів. Причому рівні нормування для 1 і 2 та виходам підсилювача сигналів З, входи узгоджуючих пристроїв 1 і 2 обираються з розраякого з'єднані з виходами узгоджуючого пристрою хунком на режими роботи відповідно близький до 1. Вихід аналогового комутатора 4 під'єднаний до номінального і з максимально можливим діапазовходу аналого-цифрового перетворювача 6. Вихоном підвищення вхідних сигналів при перехідних ди порту адреси процесорного пристрою 8 з'єднані процесах. Нормовані сигнали з виходів узгоджуюз адресними входами пристрою пам'яті програм 9 чого пристрою 1 поступають на входи підсилювача та пристрою пам'яті даних 10, входи/виходи порту 3, де підсилюються для зниження похибки аналоданих - із виходами аналого-цифрового перетвого-цифрового перетворення при малих рівнях конрювача 6, входами/виходами пристрою пам'яті трольованих сигналів. Аналоговий комутатор 4, програм 9 та пристрою пам'яті даних 10, входами який управляється кодом параметра і діапазону буферного формувача 12 і виходами буферного вимірювання з перших виходів порту прапорів формувача 11 та формувача адреси 13, а виходи процесорного пристрою 8, підключає у певній ча 7 18233 8 совій послідовності сигнали з виходів узгоджуючих масивах миттєвих значень контрольованих сигнапристроїв 1, 2 чи пристрою підсилення 3, а також лів за період коливання чи перехідних процесах, напругу із шини "нуля вольт" і опорну напругу з які підключаються до лінії зв'язку через прийвиходу джерела 5 до входів аналого-цифрового мач/передавач 14. перетворювача 6. Аналого-цифровий перетворюРежимом роботи перетворювача 6, формувавач 6 перетворює вибірки миттєвих значень сигчів 11, 12 і 13, пристрою пам'яті 10 управляє через налів, що поступають на його вхід, у цифрові коди, дешифратор 7 процесорний пристрій 8, у який при які обробляються процесорним пристроєм 8. Крім подачі живлення записується програма роботи і того, на протязі циклу роботи приладу, який доріввхідні дані з пристрою 9 пам'яті програм. Програнює періоду коливань контрольованих сигналів, мування останнього з перевіркою результатів прокоди миттєвих значень нормованих вхідних сигнаграмування виконується до початку роботи прилалів накопичуються в пристрої пам'яті даних 10. ду через входи/виходи програмування 19. Процесорний пристрій 8 виділяє цикли роботи Як видно з опису роботи пропонованого анаприладу по зміні знаку в певному напрямку цифлого-цифрового перетворювача інтегральних харового кода одного з контрольованих сигналів і рактеристик електричних величин у ньому передвиконує обробку цифрових кодів миттєвих значень бачено зниження похибки аналого-цифрового цих сигналів, результатом якої за цикл роботи є перетворення малих значень контрольованих сигвизначення аналогічно прототипу періоду і частоти налів через їх додаткове підсилення, що дозволяє коливань вхідних сигналів, зміщень нуля вимірюзабезпечити високу точність визначення параметвальних каналів, коефіцієнту корекції мультиплікарів електроенергії при зменшенні навантаження на тивної похибки, діючих значень контрольованих контрольований енергооб'єкт. Фіксація поточних напруг та струмів, фазових та сумарних активних значень вхідних сигналів та коефіцієнтів перетвота реактивних потужностей, поточних значень акрення у пропонованому перетворювачі виконуєтьтивних і реактивних енергій на поточному часовося за допомогою одного енергонезалежного запаму інтервалі визначення енергій. Причому поточні м'ятовуючого пристрою, що дозволяє, по-перше, значення енергій, коди зміщень нуля та мультиплізберігати інформацію при зникненні живлення і, кативної похибки для відповідних діапазонів виміпо-друге, спростити схему перетворювача, що рювання заносяться до пристрою 10 енергонезаразом з уведенням послідовного зовнішнього зв'ялежної пам'яті. Крім того, процесорним пристроєм зку приводить до здешевлення перетворювача. 8 виконується контроль виходу діючих значень Крім того, введення фіксації телесигналів та видаконтрольованих сигналів за певні границі, по речі сигналів телеуправління для контрольованого зультатах якого, по-перше, визначаються діапазоенергооб'єкту приводить до розширення функціони вимірювання сигналів, і, по-друге, виникнення нальних можливостей перетворювача. А введення перехідного процесу з фіксацією початкової адреапаратного формування адреси запиту перетвоси даних перехідного процесу у пам'яті даних 10 і рювача дозволяє спростити його сервісне обслуформуванням сигналів телеуправління, що переговування. даються через буферний формувач 12 до органів Таким чином, порівняно з відомим приладом, у управління контрольованого енергообладнання. запропонованому аналого-цифровому перетворюТелесигнали стану комунікацій останнього буфервачі інтегральних характеристик електричних веним формувачем 11 періодично під'єднуються до личин підвищено точність перетворень, спрощено пам'яті даних процесора 8, де фіксуються. структурну схему й розширено функціональні моЗа запитом системи контролю й управління жливості, що забезпечує підвищення якості при енергооб'єкту при співпаданні кодів адреси у запиодночасному здешевленні контролю за параметті та на виходах формувача 13 процесором 8 форами електроенергії в процесі її виробництва і рмуються послідовні посилки інформації по респоживання. зультатах обчислень електричних величин, Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601