Аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин
Номер патенту: 54718
Опубліковано: 17.03.2003
Автори: Хомич Сергій Володимирович, Дороніна Ольга Михайлівна, Лавров Геннадій Миколайович
Формула / Реферат
1. Аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин, який має в своєму складі блоки проміжних трансформаторів, перший блок комутації аналогових сигналів, блок аналого-цифрового перетворення, який складається з аналогового комутатора, джерела опорної напруги, аналого-цифрового перетворювача, першого і другого регістрів, першого процесорного пристрою, першого дешифратора, першого тригера та першого буферного регістра, причому перший вхід аналогового комутатора з'єднаний з шиною "нуля вольт", другий вхід - з виходом джерела опорної напруги, треті входи - з першими аналоговими входами блока аналого-цифрового перетворення, входи управління - з виходами першого регістра, а вихід - з входом аналого-цифрового перетворювача, входи запуску і вибірки якого під'єднані відповідно до першого та другого виходів першого дешифратора, входи/виходи порту даних першого процесорного пристрою з'єднані з виходами аналого-цифрового перетворювача, входами першого, другого та першого буферного регістрів, виходи порту адреси - з входами першого дешифратора, входи управління якого під'єднані до перших виходів порту режиму першого процесорного пристрою, а третій, четвертий і п'ятий виходи - до входів запису відповідно першого, другого та першого буферного регістрів, виходи другого регістра з’єднані з виходами управління блока аналого-цифрового перетворення, а виходи першого буферного регістра - з входами/виходами даних блока аналого-цифрового перетворення, виходи першої групи блоків проміжних трансформаторів, входи яких є входами аналого-цифрового перетворювача інтегральних характеристик електричних величин, під'єднані до входів першого блока комутації аналогових сигналів, входи управління і виходи якого з'єднані відповідно з виходами управління і першими аналоговими входами блока аналого-цифрового перетворення, який відрізняється тим, що додатково містить другі блоки комутації аналогових сигналів, другий процесорний пристрій, блок контролю телесигналів і мультипорт, причому входи других блоків комутації аналогових сигналів з'єднані з виходами других груп проміжних трансформаторів, а входи управління і виходи - відповідно з виходами управління і другими аналоговими входами блока аналого-цифрового перетворення, входи/виходи порту даних, виходи порту адреси та виходи порту режиму другого процесорного пристрою під'єднані відповідно до входів/виходів даних, адресних входів та входів режиму блоків аналого-цифрового перетворення, контролю телесигналів та мультипорту, а входи порту режиму - до виходів режиму блоків аналого-цифрового перетворення та мультипорту.
2. Аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин по п. 1, який відрізняється тим, що блок аналого-цифрового перетворення додатково містить оперативний запам'ятовуючий пристрій, другий дешифратор, другий тригер, другий буферний регістр, перший і другий буферні формувачі, причому входи/виходи оперативного запам'ятовуючого пристрою з'єднані з входами/виходами порту даних першого процесорного пристрою, виходами другого буферного регістра і виходами другого буферного формувача, а адресні входи, входи запису та вибірки - відповідно з виходами порту адреси першого процесорного пристрою, шостим та сьомим виходами першого дешифратора, п'ятий вихід якого під'єднаний до S-входу першого тригера, восьмий вихід - до входу вибірки другого буферного регістра і R-входу другого тригера, а дев'ятий вихід - до входу вибірки другого буферного формувача, входи другого дешифратора з'єднані з адресними входами блока аналого-цифрового перетворення, входи режиму якого під'єднані відповідно до входів управління другого дешифратора і входів режиму першого процесорного пристрою, виходи режиму - до других виходів режиму першого процесорного пристрою, входи/виходи даних - до входів другого буферного регістра і виходів першого буферного формувача, вхід запису другого буферного регістра з'єднаний з S-входом другого тригера та першим виходом другого дешифратора, другий вихід якого під'єднаний до входу вибірки першого буферного регістра та R-входу першого тригера, а третій вихід - до входу вибірки першого буферного формувача, виходи першого та другого тригерів з'єднані з входами першого та другого буферних формувачів.
3. Аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин по п. 1, який відрізняється тим, що блок контролю телесигналів містить третій і четвертий буферні регістри, першу і другу лінійки оптронів та третій дешифратор, причому входи третього буферного регістра з'єднані з виходами четвертого буферного регістра і входами/виходами блока контролю телесигналів, адресні входи і входи режиму якого під'єднані відповідно до входів і виходів управління третього дешифратора, входи запису та вибірки третього буферного регістра з'єднані відповідно з першим та другим виходами третього дешифратора, а виходи - з входами першої лінійки оптронів, виходи якої є виходами опиту стану телесигналів, входи запису та вибірки четвертого буферного регістра з'єднані відповідно з третім та четвертим виходами третього дешифратора, а входи - з виходами другої лінійки оптронів, входи якої є входами коду стану телесигналів.
Текст
1 Аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин, який має в своєму складі блоки проміжних трансформаторів, перший блок комутації аналогових сигналів, блок аналого-цифрового перетворення, який складається з аналогового комутатора, джерела опорної напруги, аналого-цифрового перетворювача, першого і другого регістрів, першого процесорного пристрою, першого дешифратора, першого тригера та першого буферного регістра, причому перший вхід аналогового комутатора з'єднаний з шиною "нуля вольт", другий вхід - з виходом джерела опорної напруги, треті входи - з першими аналоговими входами блока аналого-цифрового перетворення, входи управління - з виходами першого регістра, а вихід - з входом аналогоцифрового перетворювача, входи запуску і вибірки якого під'єднані ВІДПОВІДНО ДО першого та другого виходів першого дешифратора, входи/виходи порту даних першого процесорного пристрою з'єднані з виходами аналого-цифрового перетворювача, входами першого, другого та першого буферного регістрів, виходи порту адреси - з входами першого дешифратора, входи управління якого під'єднані до перших виходів порту режиму першого процесорного пристрою, а третій, четвертий і п'ятий виходи - до входів запису ВІДПОВІДНО першого, другого та першого буферного регістрів, виходи другого регістра з'єднані з виходами управління блока аналого-цифрового перетворення, а виходи першого буферного регістра - з входами/виходами даних блока аналого-цифрового перетворення, виходи першої групи блоків проміжних трансформаторів, входи яких є входами аналого-цифрового перетворювача інтегральних характеристик електричних величин, під'єднані до входів першого блока комутації аналогових сигналів, входи управління і виходи якого з'єднані ВІДПОВІДНО З виходами управління і першими аналоговими входами блока аналого-цифрового перетворення, який відрізняється тим, що додатково містить другі блоки комутації аналогових сигналів, другий процесорний пристрій, блок контролю телесигналів і мультипорт, причому входи других блоків комутації аналогових сигналів з'єднані з виходами других груп проміжних трансформаторів, а входи управління і виходи - ВІДПОВІДНО з виходами управління і другими аналоговими входами блока аналогоцифрового перетворення, входи/виходи порту даних, виходи порту адреси та виходи порту режиму другого процесорного пристрою під'єднані ВІДПОВІДНО до ВХОДІВ/ВИХОДІВ даних, адресних входів та входів режиму блоків аналого-цифрового перетворення, контролю телесигналів та мультипорту, а входи порту режиму - до виходів режиму блоків аналого-цифрового перетворення та мультипорту 2 Аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин по п 1, який відрізняється тим, що блок аналого-цифрового перетворення додатково містить оперативний запам'ятовуючий пристрій, другий дешифратор, другий тригер, другий буферний регістр, перший і другий буферні формувачі, причому входи/виходи оперативного запам'ятовуючого пристрою з'єднані 3 входами/виходами порту даних першого процесорного пристрою, виходами другого буферного регістра і виходами другого буферного формувача, а адресні входи, входи запису та вибірки - ВІДПОВІДНО з виходами порту адреси першого процесорного пристрою, шостим та сьомим виходами першого дешифратора, п'ятий вихід якого під'єднаний до S-входу першого тригера, восьмий вихід - до входу вибірки другого буферного регістра і Rвходу другого тригера, а дев'ятий вихід - до входу вибірки другого буферного формувача, входи другого дешифратора з'єднані з адресними входами блока аналого-цифрового перетворення, входи режиму якого під'єднані ВІДПОВІДНО ДО ВХОДІВ управління другого дешифратора і входів режиму першого процесорного пристрою, виходи режиму до других виходів режиму першого процесорного пристрою, входи/виходи даних - до входів другого буферного регістра і виходів першого буферного формувача, вхід запису другого буферного регістра з'єднаний з S-входом другого тригера та першим виходом другого дешифратора, другий вихід 00 ю 54718 якого під'єднаний до входу вибірки першого буферного регістра та R-входу першого тригера, а третій вихід - до входу вибірки першого буферного формувача, виходи першого та другого тригерів з'єднані з входами першого та другого буферних формувачів З Аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин по п 1, який відрізняється тим, що блок контролю телесигналів містить третій і четвертий буферні регістри, першу і другу ЛІНІЙКИ оптронів та третій дешифратор, причому входи третього буферного регістра з'єднані з виходами четвертого буферного регістра і входами/виходами блока контролю телесигналів, адресні входи і входи режиму якого під'єднані ВІДПОВІДНО до входів і виходів управління третього дешифратора, входи запису та вибірки третього буферного регістра з'єднані ВІДПОВІДНО З першим та другим виходами третього дешифратора, а виходи - з входами першої ЛІНІЙКИ оптронів, виходи якої є виходами опиту стану телесигналів, входи запису та вибірки четвертого буферного регістра з'єднані ВІДПОВІДНО з третім та четвертим виходами третього дешифратора, а входи - з виходами другої ЛІНІЙКИ оптронів, входи якої є входами коду стану телесигналів Винахід відноситься до енергетики і може бути використаний у автоматизованих системах контролю і управління енергосистем (енергооб'єктів) як пристрій збору даних (телевимірів та телесигналів) Відомий аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин, який має у своєму складі узгоджуючий пристрій, перший і другий аналогові комутатори, джерело опорної напруги, пристрій управління, аналогоцифровий перетворювач, цифровий обчислювач, перший і другий регістри, перший і другий мультіплексори, операційний запам'ятовуючий пристрій, арифметично-лопчннй пристрій, помножувач, ПОСТІЙНІ запам'ятовуючі пристрої масштабного коефіцієнта, коефіцієнта корекції, кореня квадратного і частоти, перший і другий шинні формувачі [див Патент України №10794, МКВ Н03М1/06, від 29 07 96, Бюл №4] Недоліками цього аналогоцифрового перетворювача є відносно мала швидкодія, а отже і продуктивність, через обробку на протязі циклу роботи (два періоди контрольованої електромережі) сигналів тільки одного трифазного приєднання, відносно мала точність перетворення через неможливість точного визначення, а отже і коректування зміщень нуля вимірювальних каналів, формування інтервалів перетворення для всіх каналів по періоду одного з сигналів одного з каналів, складність структурної схеми, а отже і мала надійність, через велику КІЛЬКІСТЬ елементів середнього ступеня інтеграції якого під єднані ВІДПОВІДНО ДО першого та другого виходів першого дешифратора, входи/виходи порту даних першого процесорного пристрою з'єднані з виходами аналого-цифрового перетворювача, входами першого, другого та першого буферного регістрів, виходи порту адреси - з входами першого дешифратора, входи управління якого під'єднані до перших виходів порту режиму першого процесорного пристрою, а третій, четвертий і п'ятий виходи - до входів запису ВІДПОВІДНО першого, другого та першого буферного регістрів, виходи другого регістра з'єднані з виходами управління блока аналого-цифрового перетворення, а виходи першого буферного регістра - з входами/виходами даних блока аналого-цифрового перетворення, виходи першої групи блоків проміжних трансформаторів, входи яких є входами аналого-цифрового перетворювача інтегральних характеристик електричних величин, під'єднані до входів першого блока комутації аналогових сигналів, входи управління і виходи якого з'єднані ВІДПОВІДНО З виходами управління і першими аналоговими входами блока аналого-цифрового перетворення Найбільш близьким до пропонованого є аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин [див Патент України №33298 А, МКВ Н03М1/06, від 15,02 2001, Бюл №1], що містить блоки проміжних трансформаторів, перший блок комутації аналогових сигналів, блок аналого-цифрового перетворення, який складається з аналогового комутатора, джерела опорної напруги, аналого-цифрового перетворювача, першого і другого регістрів, першого процесорного пристрою, першого дешифратора, першого тригера та першого буферного регістра, причому перший вхід аналогового комутатора з'єднаний з шиною "нуля вольт", другий вхід - з виходом джерела опорної напруги, треті входи - з першими аналоговими входами блока аналого-цифрового перетворення, входи управління - з виходами першого регістра, а вихід - з входом аналогоцифрового перетворювача, входи запуску і вибірки У відомому пристрої інтервали перетворення вхідних сигналів кожного з контрольованих трифазних приєднань (три струми фаз А, В, С, три фазні або ЛІНІЙНІ напруги) контрольованого енергооб'єкта, а отже КІЛЬКІСТЬ і ПОСЛІДОВНІСТЬ вибірок сигналів за іінтервали перетворення визначаються по періоду одного з цих сигналів При цьому відносна похибка визначення діючих значень інших сигналів через неточне формування інтервалу перетворення і втрату (добавлення) через це крайньої точки вібірки в інтервалі перетворення може сягати значення, 5U(I) = ЄіпДф / п, (1) відносна похибка визначення активної потужності - значення 5Р = Sinui|j/nCosucp, (2) а відносна похибка визначення реактивної потужності - значення 5Q = віпДф / пЭпДф, (3) де Дф - кутовий зсув між сигналом, діюче значення якого визначається, і сигналом, по періоду якого визначається інтервал перетворення, п КІЛЬКІСТЬ вибірок сигналів в інтервалі перетворення, Дер - кутовий зсув між напругою та струмом у фазі На реальних енергооб'єктах кутовий зсув між напругами трифазного приєднання дорівнює 120°, 54718 а зсув між напругою та струмом у фазі може доходити до 45° При цьому при п = 200 -ь 300 похибки 5U, 51, та 5P(5Q) можуть сягати значень ВІДПОВІДНО до 0,17 + 0,25%, 0,32 + 0,48%, 0,24 + 0,35%, що забагато для сучасних систем контролю енергооб'єктів На протязі циклу роботи відомого пристрою, що дорівнює двом періодам контрольованої електромережі, виконується перетворення сигналів тільки по одному трифазному приєднанню При цьому для оновлення інформації по реальному енергооб'єкту, наприклад, електропідстанції, яка нараховує до 40 трифазних приєднана, при частоті коливань контрольованих сигналів у межах 48 + 52Гц потрібен чає до 1,54 -И ,67сек, що перевищує норму оновлення даних для АСУ енергосистем (до 1сек) Відомим пристороєм не виконується контроль стану телесигналів, необхідний для автоматизованих систем контролю і управління енергооб'єктів Крім того, у відомому пристрої немає можливості коректування програми роботи і вхідних даних (коефіцієнтів масштабування, порядку обслуговування трифазних приєднань і т п ) у процесі роботи Таким чином, відомий аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин не забезпечує високої точності перетворень і швидкодії оновлення даних, а отже і високої продуктивності Крім того, він має недостатні функціональні можливості В основу винаходу поставлено завдання створити аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин, в якому введення нових елементів та взаємозв'язків дозволило б підвищити точність перетворень і продуктивність, а також розширити функціональні можливості пристрою і, за рахунок цього, підвищити якість контролю за параметрами електроенергії в процесі її виробництва і споживання Поставлене завдання досягається за рахунок того, що аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин, який має в своєму складі блоки проміжних трансформаторів, перший блок комутації аналогових сигналів, блок аналого-цифрового перетворення, який складається з аналогового комутатора, джерела опорної напруги, аналого-цифрового перетворювача, першого і другого регістрів, першого процесорного пристрою, першого дешифратора, першого тригера та першого буферного регістра, причому перший вхід аналогового комутатора з'єднаний з шиною "нуля вольт", другий вхід - з виходом джерела опорної напруги, треті входи - з першими аналоговими входами блока аналого-цифрового перетворення, входи управління - з виходами першого регістра, а вихід - з входом аналогоцифрового перетворювача, входи запуску і вибірки якого під'єднані ВІДПОВІДНО ДО першого та другого виходів першого дешифратора, входи/виходи порту даних першого процесорного пристрою з'єднані з виходами аналого-цифрового перетворювача, входами першого, другого та першого буферного регістрів, виходи порту адреси - з входами першого дешифратора, входи управління якого під'єднані до перших виходів порту режиму першого про цесорного пристрою, а третій, четвертий і пятии виходи - до входів запису ВІДПОВІДНО першого, другого та першого буферного регістрів, виходи другого регістра з'єднані з виходами управління блока аналого-цифрового перетворення, а виходи першого буферного регістра - з входами/виходами даних блока аналого-цифрового перетворення, виходи першої групи блоків проміжних трансформаторів, входи яких є входами аналого-цифрового перетворювача інтегральних характеристик електричних величин, під'єднані до входів першого блока комутації аналогових сигналів, входи управління і виходи якого з'єднані ВІДПОВІДНО З виходами управління і першими аналоговими входами блока аналого-цифрового перетворення, згідно з винаходом, додатково містить другі блоки комутації аналогових сигналів, другий процесорний пристрій, блок контролю телесигналів і мультіпорт, причому входи других блоків комутації аналогових сигналів з'єднані з виходами других груп проміжних трансформаторів » а входи управління і виходи - ВІДПОВІДНО з виходами управління і другими аналоговими входами блока аналого-цифрового перетворення, входи/виходи порту даних, виходи порту адреси та виходи порту режиму другого процесорного прострою під'єднані ВІДПОВІДНО ДО ВХОДІВ/ВИХОДІВ даних, адресних входів та входів режиму блоків аналого-цифрового перетворення, контролю телесигналів та мультіпорту, а входи порту режиму - до виходів режиму блоків аналогоцифрового перетворення та мультіпорту Блок аналого-цифрового перетворення додатково містить оперативний запам'ятовуючий пристрій, другий дешифратор, другий тригер, другий буферний регістр, перший і другий буферні формувачі, причому входи/виходи оперативного запам'ятовуючого пристрою з'єднані з входами/виходами порту даних першого процесорного пристрою, виходами другого буферного регістра і виходами другого буферного формувача, а адресні входи, входи запису та вибірки - ВІДПОВІДНО З виходами порту адреси першого процесорного пристрою, шостим та сьомим виходами першого дешифратора, п'ятий вихід якого під'єднаний до S-входу першого тригера, восьмий вихід - до входу вибірки другого буферного регістра і R-входу другого тригера, а дев'ятий вихід - до входжу вибірки другого буферного формувача, входи другого дешифратора з'єднані з адресними входами блока аналогоцифрового перетворення, входи режиму якого під'єднані ВІДПОВІДНО до входів управління другого дешифратора і входів режиму першого процесорного пристрою, виходи режиму - до других виходів режиму першого процесорного пристрою, входи/виходи даних - до входів другого буферного регістра і виходів першого буферного формувача, вхід запису другого буферного регістра з'єднаний з S-входом другого тригера та першим виходом другого дешифратора, другий вихід якого під'єднаний до входжу вибірки першого буферного регістра та R-входу першого тригера, а третій вихід - до входу вибірки першого буферного формувачу виходи першого та другого тригерів з'єднані з входами першого та другого буферних формувачів Блок контролю телесигналів містить третій і четвертий буферні регістри, першу і другу ЛІНІЙКИ оптронів та 54718 третій дешифратор, причому входи третього буферного регістра з'єднані з виходами четвертого буферного регістра і входами/виходами блока контролю телесигналів, адресні входи і входи режиму якого під'єднані ВІДПОВІДНО ДО ВХОДІВ І ВХОДІВ управління третього дешифратора, входи запису та вибірки третього буферного регістра з'єднані ВІДПОВІДНО з першим та другим виходами третього дешифратора, а виходи - з входами першої ЛІНІЙКИ оптронів, виходи якої є виходами опросу стану телесигналів, входи запису та вибірки четвертого буферного регістра з'єднані ВІДПОВІДНО З третім та четвертим виходами третього дешифратора,, а входи - з виходами другої ЛІНІЙКИ оптронів , входи якої є входами коду стану телесигналів За рахунок введення нових елементів та взаємозв'язків одержана можливість, по-перше, визначення інтервалу перетворення для кожного контрольованого сигналу по його власному періоду і, тим самим, підвищення точності визначення інтегральних характеристик електричних величин, по-друге, перетворення на протязі циклу роботи сигналів по групі трифазних приєднань, а отже підвищення продуктивності пристрою, потрете, виконання контролю телесигналів і коректування програми роботи пристрою та вхідних даних, тобто розширення функціональних можливостей пристрою, що забезпечує можливість більш якісного контролю за параметрами електроенергії в процесі їївиробництва і споживання На фіг представлена схема пропонованого аналого-цифрового перетворювача Аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин має в своєму складі блоки проміжних трансформаторів 1, блоки комутації аналогових сигналів 2, блок аналого-цифрового перетворення 3, процесорний пристрій 4, блок контролю телесигналів 5 та мультіпорт 6 Блок аналого-цифрового перетворення З складається з аналогового комутатора 7, джерела опорної напруги 8, аналого-цифрового перетворювача 9, регістрів 10 і 11, процесорного пристрою 12, дешифраторів 13 і 14, оперативного запам'ятовуючого пристрою 15, буферних регістрів 16 і 17, тригерів 18 і 19, буферних формувачів 20 і 21 Блок контролю телесигналів 5 складається з дешифратора 22, регістрів 23 і 24 та ЛІНІЙОК оптронів 25 і 26 Виходи блоків проміжних трансформаторів 1, входи яких є входами аналого-цифрового перетворювача інтегральних характеристик електричних величин, під'єднані до ВІДПОВІДНИХ ВХОДІВ ВІД ПОВІДНИХ блоків комутації аналогових сигналів 2, входи управління і виходи яких з'єднані ВІДПОВІДНО з виходами управління і ВІДПОВІДНИМИ аналоговими входами блока аналого-цифрового перетворення З Входи/виходи порту даних, виходи порту адреси та виходи порту режиму процесорного прострою 4 під'єднані ВІДПОВІДНО до ВХОДІВ/ВИХОДІВ даних, ад ресних входів та входів режиму блоків аналогоцифрового перетворення 3, контролю телесигналів 5 та мультіпорту 6, а входи порту режиму - до виходів режиму блоків аналого-цифрового перетворення 3 та мультіпорту 6, Входи аналогового комутатора 7 з'єднані ВІДПОВІДНО З ШИНОЮ "нуля вольт", виходом джерела опорної напруги 8 і ана 8 логовими входами блока аналого-цифрового перетворення 3, входи управління - з виходами регістра 10, а вихід - з входом аналого-цифрового перетворювача 9 Входи/виходи порту даних процесорного пристрою 12 під'єднані до виходів аналого-цифрового перетворювача 9, входів регістрів 10 і 11, ВХОДІВ/ВИХОДІВ оперативного запам'ятовуючого пристрою 15, входів буферного регістра 16, виходів буферного регістра 17 та виходів буферного формувача 21, виходи порту адреси - до входів дешифратора 13 і адресних входів оперативного запам'ятовуючого пристрою 15, а виходи порту режиму - ВІДПОВІДНО до входів управління дешифратора 13 і виходів режиму блока аналогоцифрового перетворення 3 Виходи дешифратора 13 з'єднані ВІДПОВІДНО з входами запуску і вибірки аналого-цифрового перетворювача 9, входами запису регістрів 10 і 11, входом запису буферного регістра 16 і S-входом тригера 18, входов вибірки буферного регістра 17 і R-входом тригера 19, входами запису і вибірки оперативного запам'ятовуючого пристрою 15 та входом вибірки буферного формувача 21 Виходи регістра 11 під'єднані до виходів управління блока аналого-цифрового перетворення 3, входи/виходи даних якого з'єднані з виходами буферного регістра 16 і буферного формувача 20 та входами буферного регістра 17, входи режиму - ВІДПОВІДНО з входами управління дешифратора 14 і входами режиму процесорного пристрою 12, а адресні входи - з входами дешифратора 14 Виходи дешифратора 14 під'єднані ВІДПОВІДНО до входу запису буферного регістра 17 і Sвходу тригера 19, входу вибірки буферного регістра 16 і R-входу тригера 18, входу вибірки буферного формувача 20 Виходи тригерів 18 і 19 з'єднані з ВІДПОВІДНИМИ входами буферних формувачів 20 і 21, Входи буферного регістра 23 з'єднані з виходами буферного регістра 24 і входами/виходами блока контролю телесигналів 5, адресні входи і входи режиму якого під'єднані ВІДПОВІДНО до входів і входів управління дешифратора 22, Виходи дешифратора 22 з'єднані ВІДПОВІДНО З входами запису та вибірки буферних регістрів 23 і 24 Виходи буферного регістра 23 під'єднані до входів ЛІНІЙКИ оптронів 25, виходи якої є виходами опросу стану телесигналів Входи буферного регістра 24 з'єднані з виходами ЛІНІЙКИ оптронів 26, входи якої є входами коду стану телесигналів При реалізації даного аналого-цифрового перетворювача інтегральних характеристик електричних величин блоки проміжних трансформаторів 1 містять три двоканальні трансформаторні пристрої гальванічної розв'язки, виконані за відомою схемою [див А с СРСР №978060, МКВ G01R21/06 від ЗО 11 82, Бюл, №4] Блоки комутації 2 побудовані на основі мікросхем К561КП1 Як процесорний пристрій 4 використовується одноплатний комп'ютер класу Pentium MMX, як мультіпорт 6 - стандартний пристрій типу С104Р фірми Моха Technologies Аналоговий комутатор 7 побудований на основі мікросхем МС1405В1, джерело опорної напруги 8 - на основі мікросхеми AD780, аналогоцифровий перетворювач 9 - на основі мікросхеми AD7892 Як регістри 10 і 11 використовуються мікросхеми ВІДПОВІДНО КР1533ТМ9 і КРШЗТМ8, як процесорний пристрій 12 - сигнальний процесор 54718 ADSP2105 Дешифратори 13,14 і 22 виконані на основі мікросхем КР1533ИД7, оперативний запам'ятовуючий пристрій 15 - на основі мікросхем UM621024C, регістри 16, 17, 23 і 24 - на основі мікросхем КР1533ИР37, тригери 18 і 19 - на основі мікросхем КР1533ТМ2, буферні формувачі 20 і 21 на основі мікросхеми КР1533АП5, оптронні ЛІНІЙКИ - на основі оптронних збірок ILQ621 Пропонований аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин працює наступним чином, Процесорний пристрій 12, в пам'ять якого на початку роботи з процесорного пристрою 4 заноситься програма роботи і ВХІДНІ дані, виділяє цикли Т ц збору даних по k трифазних приєднаннях, кожний з яких складається з підциклу Т п і аналого-цифрового перетворення вхідних сигналів і підциклу ТП2 передачі даних до процесорного пристрою 4 Тривалість ТП2 залежить від швидкодії пристроїв 4 і 12, а Т п і обирається приблизно рівним 1,5 -ь 2-м максимально можливим періодам Т х коливання вхідних сигналів і програмно поділяється на такти х т обслуговування вхідних сигналів по черговим точкам їх вибірки за час Т п і, якій, в свого чергу, поділяються на (6к + 2) підтактів Тпт, в яких виконується аналогоцифрове перетворення ВІДПОВІДНО рівня напруга шини "нуля вольт", поточних миттєвих значень вхідних напруг k трифазних приєднань, опорної напруги та поточних миттєвих значень вхідних струмів ктрифазних приєднань Напруги та струми з контрольованих трифазних приєднань контрольованої енергосистеми поступають на входи блоків проміжних трансформаторів 1, якими виконується гальванічне розв'язання електричної схеми аналого-цифрового перетворювача інтегральних характеристик електричних величин від вихідних кіл контрольованих трифазних приєднань і нормування вхідних сигналів Нормовані сигнали з виходів блоків проміжних трансформаторів 1 поступають на входи k блоків комутації 2, що управляються кодом з виходів регістра 11 і підключають на протязі чергового підциклу Т п і сигнали по чергових k трифазних приєднаннях до входів а налогового-комутатора 7 Комутатор 7 управляється кодом з виходів регістра 10 і на протязі чергового такту х т послідовно підключає сигнали з виходів блоків комутації 2, а також напругу з шини "нуля вольт" і опорну напругу до входів аналого-цифрового перетворювача 9 Коди номера чергової групи контрольованих трифазних приєднань і чергового параметра формуються у супроводі ВІДПОВІДНО адрес регістрів 11 і 10 процесорним пристроєм 12 і заносяться до регістрів 11 і 10 на початках ВІДПОВІДНО чергових підциклу Т п і та підтакту т п т Аналого-цифровий перетворювач 9 перетворює миттєві значення сигналів, що поступають на його вхід, у цифрові коди, які на протязі Т п і накопичуються у оперативному запам'ятовуючому пристрої 15 По закінченню процесорний пристрій 12 генерує сигнал переривання для процесорного пристрою 4, до якого на протязі ТП2 передаються дані, накопичені за час Т п і в оперативному запам'ятовуючому пристрої 15 При цьому черговий код з виходів оперативного запам'ятовуючого пристрою 15 заноситься до буферного регістра 16 у супроводі сигналу готовності даних, який 10 установлює тригер 18 у "одиничний" стан Процесорний пристрій 4 заносить черговий код з виходів регістра 16 до своєї оперативної пам'яті, після чого тригер 18 установлюється в "нульовий" стан, що служить дозволом для запису до регістру 16 наступного коду з виходів оперативного запам'ятовуючого пристрою 15 Можлива передача даних в зворотному напрямку Для цього процесорним пристроєм 4 формується сигнал переривання для процесорного пристрою 12 і початковий код інформаційної посилки, який заноситься до буферного регістра 17 у супроводі сигнала готовності даних, який установлює тригер 19 у "одиничний" стан Процесорний пристрій 12 заносить код з виходів регістра 17 до своєї оперативної пам'яті чи оперативного запам'ятовуючого пристрою 15, після чого тригер 19 установлюється в "нульовий" стан, що служить дозволом для запису до регістру 17 наступного коду з виходів порту даних процесорного пристрою 4, Записом кодів у регістри 10, 11 і 16s режимами роботи аналого-цифрового перетворювача 9 і оперативного запам'ятовуючого пристрою 15, установкою в " 1 " тригера 18, установкою в "0" тригера 19, підключенням виходів тригерів 18 і 19 через буферний формувач 21 і виходів регістра 17 до порту даних процесорного пристрою 12 управляє останній за допомогою дешифратора 13, який дешифрує адресу ВІДПОВІДНОГО пристрою, що формується на виходах порту адреси процесорного пристрою 12, і дозволяє передачу ВІДПОВІДНИХ сигналів з виходів порту режиму пристрою 12 до ВІДПОВІДНИХ входів ВІДПОВІДНИХ пристроїв Установкою в "0" тригера 18, установкою в " 1 " тригера 19, підключенням виходів регістра 16 і виходів тригера 18 і 19 через формувач 20 до входів порту даних процесорного пристрою 4 управляє цей пристрій за допомогою дешифратора 14, який працює аналогічно дешифратору 13 На протязі поточного підциклу Т п і процесорним пристроєм 4 обробляються дані по чергових k трифазних приєднаннях, отримані блоком аналого-цифрового перетворення 3 за попередній підцикл Т п і визначаються періоди коливань вхідних сигналів 4j (4 ~ u> 0 п о переходах через нуль цифрових кодів їх миттєвих значень як КІЛЬКІСТЬ n^j вибірок миттєвих значень цих сигналів між цими переходами, обчислюються усереднене значення ДІІо зміщення нуля канапу опорної напруги як сума n^j миттєвих значень рівня напруги шини "0В", поділена на n^j, усереднені значення Д^, зміщень нуля каналів вхідних струмів напруг як суми миттєвих значень вхідних струмів і напруг у п^ точках вибірки, поділені на п^, коефіцієнти К^ корекції і періоду відношення, як відношення розрахункового значення квадрату опорної напруги до суми квадратів різниць кодів опорної напруги і ДІІо у п^ точках вибірки, ДІЮЧІ значення контрольованих напруг та струмів як корені квадратні із сум квадратів різниць кодів миттєвих значень струмів і напруг і Д^, у n^j точках вибірки, помножених на К^, помножені на ВІДПОВІДНІ масштабні коефіцієнти, фазові активні потужності як суми миттєвих активних потужностей у nUJ точках вибірки, помножені на KUJ і ВІДПОВІДНІ масштабні коефіцієнти, де миттєва активна потужність визначається як сума добутків 12 11 54718 миттєвого значення напруги у І-ІЙ точці вибірки, визначаються по періоду цього сигналу, що прискорегованого на значения Дщ, з миттєвими знаводить до знищення похибок 5U(I) і 5P(Q) визначеннями струмів у І-ІЙ і (і - 1)-ій точках вибірки, чення діючих значень сигналів і потужностей через скорегованих на значення AIJ, фазові реактивні неточне формування інтервалів перетворення, які, потужності як суми миттєвих реактивних потужнояк показано раніше, можуть досягати в прототипі стей у nUJ точках вибірки, помножені на KUJ, nUJ і ВІДПОВІДНІ масштабні коефіцієнти, де миттєва реактивна потужність визначається як різниця добутків На протязі циклу роботи пропонованого анамиттєвого значення напруги у І-ІЙ точці вибірки, лого-цифрового перетворювача, що приблизно скорегованого на значення Дщ, з миттєвим знадорівнює двом періодам контрольованої електроченням струмів у І-ІЙ і (і - 1)-ій точках вибірки, скомережі, виконується перетворення сигналів по регованих на значення AIJ, активні і реактивні погрупі трифазних приєднань При частоті коливань тужності трифазних приєднань як суми ВІДПОВІДНИХ контрольованих сигналів у межах 48 -ь 52Гц, КІЛЬфазних активних і реактивних потужностей, частоКОСТІ точок вибірки миттєвих значень вхідних сигти коливань сигналів по трифазних приєднаннях налів за період до 200 -ь 300 і часу перетворення як зворотні величини до усереднених значень пеперетворювача 9, яким визначається тривалість ріодів сигналів цих приєднань Обчислена інфорпідтакту Хпт до 2мксек можливе паралельне обслумація заноситься до пам'яті процесорного приговування до 5 трифазних приєднань При цьому строю 4 Крім того, на протязі Т п і виконується опидля оновлення інформації по реальному енергоотування стану телесигналів (ТС) Для цього через б'єкту, наприклад, електропідстанції, яка нарахопевні проміжки часу у регістр 23 заноситься код вує до 40 трифазних приєднань, при тривалості опитування ТС, який через лінійку оптронів 25 пециклу роботи до 50мсек, потрібен час до 0,4сек, редається до кіл опитування ТС і активізує певні з що менший за час оновлення даних в прототипі в них, наслідком чого є поява на входах регістра 24 3,85 ч-4,2 рази кода стану ТС, який фіксується у регістрі 24 і передається до пам'яті процесорного пристрою 4 Пропонованим аналого-цифровим перетворюЗаписом інформації до регістрів 23 і 24 та їх вибірвачем додатково до функцій прототипу виконуєтькою управляє процесорний пристрій 4 через деся контроль телесигналів, необхідний для автомашифратор 22 ЛІНІЙКИ оптронів 25 і 26 виконують тизованих систем контролю і управління енергоогальванічне розділення електричної схеми блока 5 б'єктів Крім того, у ньому завдяки наявності двовід кіл ТС стороннього зв'язку між процесорними пристроями з н а ч е н ь 0 , 2 4 ^ 0 В , І 3 5 Д П О В І Д Н О 0 , 1 7 •*• 0 , 2 5 % ( 0 , 3 2 •*• 0 , 4 8 % ) і % 4 і 12, процесорним пристроєм 4 і ЗОВНІШНІМИ ін Через мультіпорт 6 виконується зв'язок аналого-цифрового перетворювача інтегральних характеристик електричних величин з ЗОВНІШНІМИ інформаційними системами, які по сигналах переривання можуть як запрошувати і забирати інформацію з пам'яті процесорного пристрою 4, так і заносити до неї нові дані Як видно з опису роботи пропонованого аналого-цифрового перетворювача інтегральних характеристик електричних величин, у ньому інтервали перетворення для кожного вхідного сигналу формаційними системами є можливість коректування програми роботи і вхідних даних у процесі роботи Таким чином, порівняно з відомим приладом, у запропонованому аналого-цифровому перетворювачі значно підвищені точність визначення інтегральних характеристик електричних величин, швидкодія оновлення даних, а отже і продуктивність, розширені функціональні можливості Фіг. Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDevice for analog-to-digital conversion of averaged values of electric parameters
Автори англійськоюDoronina Olha Mykhailivna, Lavrov Hennadii Mykolaiovych, Khomych Serhii Volodymyrovych
Назва патенту російськоюУстройство для аналого-цифрового преобразования усредненных значений электрических параметров
Автори російськоюДоронина Ольга Михайловна, Лавров Геннадий Николаевич, Хомич Сергей Владимирович
МПК / Мітки
МПК: H03M 1/06
Мітки: електричних, інтегральних, величин, перетворювач, аналого-цифровий, характеристик
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-54718-analogo-cifrovijj-peretvoryuvach-integralnikh-kharakteristik-elektrichnikh-velichin.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Аналого-цифровий перетворювач інтегральних характеристик електричних величин</a>
Попередній патент: Вітроустановка “метелик”
Наступний патент: Розчин для боротьби з пилом
Випадковий патент: Привід обертального руху