Пристрій для реєстрації інформації

1 Пристрій для реєстрації інформації, що містить блоки нормуючих підсилювачів, входи яких зв'язані з потенційними і агрумовими входами пристрою, комутатор, на входи якого подані ВИХІДНІ сигнали блоків нормуючих підсилювачів, аналого-цифровий перетворювач, з'єднаний по входу з виходом комутатора, обчислювач, на шину даних якого надходить цифровий код з виходу аналогоцифрового перетворювача, послідовний порт, зв'язаний з обчислювачем, який відрізняється тим, що пристрій містить енергонезалежний таймер, що забезпечує прив'язку значень даних, які реєструються, до реального часу, енергонезалежну пам'ять, що дозволяє зберігати зареєстровані дані при відключенні живлення, клавіатуру, вмонтований графічний дисплей, з'єднані із шинами даних і управління обчислювача, для перегляду зареєстрованої інформації за обраний проміжок часу 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що в обчислювачі пристрою для кодування максимальних значень величин, що реєструються, прийнято код, менший на 1 від максимального, а максимальний код прийнято для однозначного позначення вимкненого стану пристрою в прив'язці до реального часу Пропонований винахід відноситься до приладів, що реєструють інформацію, яка надходить від датчиків різних фізичних величин, і може бути застосований, наприклад, для контролю технологічних процесів, становища довкілля, тощо Відомий «Прилад, що реєструє», див патент Японії, №5-25049, кл G01D9/00, ИСМ, вип 82, №13, 1995р, що містить блок вводу аналогових вимірювальних сигналів, які надходять від декількох каналів, аналого-цифровий перетворювач (АЦП), блок, що форматує сигнали, що надходять від АЦП, запам'ятовуючий пристрій, в якому зберігаються дані, що одержані в результаті форматування, блок обробки зображення, відеопам'ять, індикатор, пристрій управління Аналогові сигнали відтворюються на моніторі у вигляді кривих та в цифровій формі Блок обробки зображення забезпечує відображення вхідної інформації у вигляді кривих у ВІДПОВІДНІЙ системі координат та необхідному масштабі м'ятовуючого пристрою для зберігання цифрової інформації, дисплею для відображення вхідної інформації у графічному та цифровому вигляді ВІДМІННИМИ ознаками описаного пристрою і пропонованого є наявність у складі пропонованого пристрою енергонезалежного таймера реального часу, енергонезалежної пам'яті, клавіатури, послідовного порту для обміну даними з комп'ютером, обчислювача, що виконує значно ширше коло функцій, ніж пристрій управління в описаному пристрої, а також особливості кодування інформації, що дозволяє виділяти проміжки часу, протягом яких пристрій знаходився у вимкненому стані Недоліками описаного пристрою є відсутність прив'язки даних, що реєструються, до реального часу, зберігання даних при зникненні напруги живлення, фіксації моментів часу, протягом яких пристрій знаходиться у вимкненому стані, неможливість оперативного перегляду накопиченої інформації, відсутність можливості обміну даними Спільними ознаками описаного пристрою і пропонованого є наявність у їхньому складі вимірювально-перетворювального тракту та аналогоцифрового перетворювача для перетворення вхідної аналогової інформації в цифровий код, запа з ЗОВНІШНІМ комп'ютером Відомий «Пристрій для реєстрації й обробки обмірюваної інформації», див патент Німеччини, №19716364, кл G01D1/00, ИСМ, вип 82, №20, 1999р, що містить кілька вимірювальних входів, 1 49771 з'єднаних з обчислювачем через аналогоцифровий і цифро-аналоговий перетворювач Окремі входи з'єднані з перетворювачами обмірюваної інформації, ІНШІ входи - з монтажною платою, у якій інтегрований вимірювальний розряд, що порівнює Перетворювачі і плата з'єднані з перетворювачем Перетворювачі, плата і перетворювач змонтовані в переносному блоці, що за допомогою паралельного інтерфейсу підключають до переносного комп'ютера Блок містить кілька цифрових входів і цифрових виходів, а також кілька аналогових входів напруги, з'єднаних з перетворювачем Поряд із входами напруги у блоці передбачена електронна схема для перетворення токових входів Спільними ознаками описаного пристрою і пропонованого є наявність у їхньому складі вимірювально-перетворювального тракту для нормування рівнів вхідних потенційних і токових сигналів, перетворення цих сигналів у форму, придатну для подальшого перетворення в цифровий вигляд, аналого-цифрового перетворювача, що перетворює вхідну аналогову інформацію в цифровий код, обчислювача, що здійснює зчитування й обробку коду з виходу аналого-цифрового перетворювача, порту для обміну даними з комп'ютером ВІДМІННИМИ ознаками прототипу і пропонованого пристрою є наявність у складі пропонованого пристрою енергонезалежного таймера реального часу, енергонезалежної пам'яті, вмонтованого графічного дисплея, клавіатури, а також особливості кодування інформації, що дозволяє виділяти проміжки часу, протягом яких пристрій знаходився у вимкненому стані Недоліками прототипу є відсутність прив'язки даних, що реєструються, до реального часу, зберігання даних при зникненні напруги живлення, фіксації моментів часу, протягом яких пристрій знаходиться у вимкненому стані, неможливість оперативного перегляду накопиченої інформації Задачею пропонованого пристрою є забезпечення твердої прив'язки даних, що реєструються, до реального часу, збереження накопиченої інформації при вимиканні живлення, однозначної фіксації періодів зникнення напруги живлення, можливості перегляду зареєстрованої інформації за будь-який проміжок часу Ця задача вирішується завдяки тому, що пропонований пристрій оснащено енергонезалежним таймером реального часу, енергонезалежною пам'яттю, вмонтованим графічним дисплеєм, клавіатурою, в обчислювачі пристрою прийнято код, менший на 1 від максимального, а максимальний код прийнято для кодування вимкненого стану На прикладеному кресленні зображена схема функціональна пропонованого пристрою Пристрій містить блоки нормуючих підсилювачів 1,2, на входи яких ВІДПОВІДНО подані ВХІДНІ потенційні Вх1 1 1 п і токові Вх2 1 2 п сигнали пристрою, виходи блоків 1,2 через комутатор 3, що управляється обчислювачем 7, з'єднані зі входом аналого-цифрового перетворювача (АЦП) 4, цифрова інформація з якого надходить по запиті обчислювача 7 на його шину даних Обчислювач 7 також зв'язаний інформаційними і управляючими ЛІНІЯМИ з енергонезалежним таймером реального часу 5, енергонезалежною пам'яттю 6, вмонтованим графічним дисплеєм 8, клавіатурою 9 і послідовним портом 10 для обміну даними із ЗОВНІШНІМ персональним комп'ютером Функціональні блоки 1 10 пристрою живляться від мережного блоку живлення 11, що перетворює мережку перемінну напругу 220В, 50Гц у напруги, необхідні для нормальної роботи блоків пристрою Пристрій функціонує під управлінням обчислювача 7, що представляє собою мікропроцесор з вмонтованими пам'яттю програм, оперативним запам'ятовуючим пристроєм, робочими регістрами, системою переривань, таймерами Обчислювач 7 здійснює послідовне періодичне опитування значень фізичних величин, представлених вхідними сигналами пристрою на його входах Вх1 1 1 п і Вх2 1 2 п і формує ВІДПОВІДНИЙ управляючий код на комутатор 3, після чого обраний сигнал надходить на вхід АЦП 4 Після перетворення аналог-код цифровий код, що відповідає значенню обраного сигналу, зчитується обчислювачем 7 і тимчасово зберігається в осередку вмонтованої пам'яті Перераховані вище дії обчислювач 7 робить k раз, накопичуючи за період дискретизації ВІДПОВІДНО k значень по кожному параметру, що підлягає реєстрації Потім з накопичених k значень викидається мінімальне і максимальне, а по к-2 значенням, що залишились, вираховується середнє Відфільтроване в такий спосіб значення записується в енергонезалежну пам'ять 6 у твердій прив'язці до реального часу, яка обумовлена енергонезалежним таймером реального часу 5 Час дискретизації, тобто часовий інтервал, через який здійснюється реєстрація інформації, обирається таким, щоб за даний проміжок сигнали, що представляють фізичні величини, що реєструються, істотно не змінювалися Тверда прив'язка інформації, що реєструється, до реального часу забезпечується в такий спосіб Процесу нагромадження даних передує ініціалізація пристрою При ініціалізації за допомогою клавіатури 9 виставляються поточні дата і час Енергонезалежний таймер 5 починає вести ВІДЛІК реального часу строго з моменту ініціалізації, енергонезалежна пам'ять 6 у момент ініціалізації очищується і по визначеній адресі в неї записуються дані про дату і час ініціалізації Далі через проміжки часу, що відповідають часу дискретизації, здійснюється запис даних у виділений для цієї мети адресний масив, починаючи з нульової адреси Таким чином, нульова адреса масиву зареєстрованих даних прив'язана до часу ініціалізації пристрою й обчислювач 7 може визначити адресу зареєстрованих даних, що відповідають будьякому моменту часу від ініціалізації до останнього поточного моменту Обчислювач 7 використовує вищеописаний принцип для створення на екрані вмонтованого графічного дисплея 8 графіків і таблиць зареєстрованих величин При цьому за допомогою клавіатури 9 на вмонтований графічний дисплей 8 можна виводити графік або таблицю за будь-який проміжок часу від ініціалізації пристрою до поточного моменту При зникненні напруги живлення пристрою 220В, 50Гц процес реєстрації припиняється Од 49771 нак, накопичені дані зберігаються в енергонезалежній пам'яті 6, а енергонезалежний таймер 5 продовжує вести ВІДЛІК реального часу Після поновлення живлення пристрою обчислювач 7 здійснює рестарт, під час якого з енергонезалежної пам'яті 6 витягуються дата і час ініціалізації пристрою, опитується енергонезалежний таймер 5 для одержання поточних дати і часу, і по цим даним обчислюється адреса, починаючи з якої буде продовжуватися запис інформації, що реєструється У такий спосіб зберігається тверда прив'язка даних, що реєструються, до реального часу При вимиканні і поновленні живлення пристрою в енергонезалежній пам'яті 6 утворяться ПОСЛІДОВНОСТІ «порожніх» осередків, адреси яких відповідають моментам часу, коли пристрій був виключений і реєстрація не велася Код, що зберігається в «порожніх» осередках, дорівнює значенню, що установлюється у всіх осередках енергонезалежної пам'яті 6 при очищенні під час ініціалізації пристрою і дорівнює FFh 3 огляду на цю обставину, обчислювач 7 при кожному опитуванні АЦП 4 у випадку одержання повного коду, що відповідає максимальній величині сигналу на одному з входів пристрою, зменшує цей код на 1 Тому корисна зареєстрована інформація ніколи не дорівнює повному коду Це дозволяє обчислювачу 7 легко виділяти моменти вимикання пристрою і відображати їх ВІДПОВІДНИМ ЧИНОМ на графіках і таблицях, що видаються на вмонтований графічний дисплей 8 Для застосування пристрою в інформаційних системах у його складі мається послідовний порт 10, через який обчислювач 7 по запиті зовнішнього персонального комп'ютера передає дані, накопичені в енергонезалежній пам'яті 6 Завдяки запропонованій функціональній схемі пристрою, у якій обчислювач, взаємодіючи з енергонезалежним таймером, забезпечує прив'язку інформації, що реєструється, до реального часу, наявність енергонезалежної пам'яті дозволяє зберегти накопичену інформацію при вимиканні живлення пристрою, кодування максимальних значень за допомогою коду, меншого на 1 від максимального, забезпечує однозначну ідентифікацію і прив'язку до реального часу знеструмленого стану пристрою, наявність клавіатури і вмонтованого графічного дисплея дозволяє робити перегляд зареєстрованих даних за будь-який проміжок часу, у тому числі і проводити ретроспективний аналіз, пропонований пристрій дозволив одержати річний економічний ефект близько 72 тис грн при впровадженні для контролю параметрів технологічних процесів у трубопрокатному виробництві Крім того, впровадження пристрою на ДВАТ «Шахта Холодна Балка» (м Макіївка) і ОП «Шахта їм О Ф Засядька» (м Донецьк) для реєстрації концентрації метану в гірничих виробітках дозволило забезпечити достовірність аерогазового контролю, сприяє поліпшенню умов праці шахтарів і зниженню рівня аварійності на 15 20% 49771 Bxl.l Bxl.2 1 Комутатор Блок нормуючих підсилювачів Bxl.n Bx2.1 Bx2.2 4 Аналогоцифровий перетворювач (АЦП) 2 Блок нормуючих підсилювачів Bx2.n Обчислювач Енергонезалежний таймер реального часу 8 Вмонтований графічний дисплей Енергонезалежна пам ять Клавіатура 11 Блок живлення 10 Послідовний порт ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71