СПОСОБ ЦИФРОВОЙ РЕГИСТРАЦИИ И ОБРАБОТКИ ИЗМЕРЯЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ В СИСТЕМАХ КОНТРОЛЯ, ДИАГНОСТИРОВАНИЯ И АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ ОБОРУДОВАНИЯ
METHOD FOR DIGITAL RECORDING AND PROCESSING MEASURED PARAMETRES SYSTEMS FOR CONTROLLING, DIAGNOSING AND EMERGENCY PROTECTION OF EQUIPMENT

Изобретение относится к вычислительной и информационно-измерительной технике и может быть использовано в качестве компонент систем диагностирования технического и/или функционального состояния оборудования по синхронно измеряемым медленноменяющимся (ММП) и быстроменяющимся (БМП) параметрам машин в рабочем частотном диапазоне 0-40000 Гц, автоматизированных систем сбора информации, систем автоматического управления машинными комплексами, а также автономно.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В основе практически всех известных систем диагностирования лежат методы цифровой обработки сигналов, использующие данные измерений технологических параметров машинного оборудования, получаемых с помощью различных датчиков (температуры, давления, расхода, пульсаций давления, виброперемещения, виброскорости, виброускорения и др.). При этом недостатком существующих систем (патенты RU 2218597 [6] C2, 12.10.2003; RU 2079882 [2] С1, 05.20.1997) является наличие жесткой связи между используемыми аппаратными средствами и программным обеспечением, что не допускает в процессе их эксплуатации расширения состава и конфигурации принятой системы измерения контролируемых параметров, а значит и адаптации к разным типоразмерам оборудования.
Известен также (патент РФ №2295834 [1]) способ обеспечения защищенного режима работы интегрированной системы с несколькими уровнями программного обеспечения, заключающийся в том, что инициализацию системы начинают расшифрованием хранящегося зашифрованного кода инициализации, причем расшифрование выполняют при помощи имеющегося в интегрированной системе средства управления доступом к данным, перед передачей управления интегрированной системой программному обеспечению следующего уровня аутентифицируют программное обеспечение этого следующего уровня и ограничивают возможности программного обеспечения указанного следующего уровня по изменению рабочей характеристики интегрированной системы, причем указанное ограничение осуществляют указанным средством управления доступом к данным, реализованным аппаратно.
Однако этот способ также не обеспечивает возможности расширения состава и конфигурации принятой системы измерения контролируемых параметров, а значит и адаптации к разным типоразмерам оборудования.
Это, в свою очередь, не позволяет совершенствовать применяемые методы диагностирования без значимого обновления аппаратного и программного обеспечения систем контроля, диагностирования и аварийной защиты, что снижает общую эффективность их использования.
Цель изобретения состоит в разработке универсального способа адаптации практически любой измерительной системы к программному обеспечению цифрового регистратора параметров (по существу, создания программного способа универсализации аппаратуры цифровой регистрации измеряемых сигналов) без внесения изменений в исходный код интерфейсных программ. Применение предлагаемого способа адаптации практически снимает ограничения на количество измерительных каналов и структуру принимаемого потока данных по сравнению с известными аналогами, что позволяет использовать данную аппаратуру для измерения и регистрации любых наборов измеряемых величин, включая быстроменяющиеся и медленноменяющиеся параметры, и соответственно делает ее универсальной для любых объектов диагностирования.
Цель достигается за счет конфигурации программы, обеспечивающей возможность задания структуры информационного потока с любым числом каналов БМП и ММП, а также с любой частотой появления данных переменной длины, использующих для передачи PCI или USB интерфейсы.
Предлагаемый способ включает прием и регистрацию сигналов от произвольного количества измерительных каналов через PCI или USB интерфейсы и аппаратных коммутаторов со встроенными входными и выходными буферами ограниченной емкости и отличается тем, что для каждого типа измерительной аппаратуры создаются отдельные конфигурационные файлы с заданными частотой и длиной передаваемых данных по каждому каналу в логическом цикле (наименьшей неповторяющейся последовательности байт, содержащих данные измерений), с последующей загрузкой их потоками сигналов измерений от разноскоростных логических каналов быстроменяющихся параметров (БМП) с возможностью использования одного или нескольких из них для транспортировки данных от множества логических каналов медленноменяющихся параметров (ММП) и задания битовых масок для каналов, информация от которых передается с помощью общих полей (одного, двух, трех или четырех байт), причем в зависимости от количества логических каналов, транспортирующих данные по одному физическому каналу, задается соответствующее число масок, используемых в операции логического умножения для выделения информации об измеряемом параметре, необходимость выполнения которой определяется значением соответствующего дескриптора канала, при этом если значение дескриптора равно 1, то значение параметра автоматически определяется с помощью маски, а в противном случае для выделения данных измерений из бинарного потока используется битовое поле, длина которого устанавливается в процессе конфигурации программы в соответствии с объемом информации, передаваемой по данному каналу, исключая при этом процедуру перепрограммирования модулей приема потока данных с возможностью передачи по одному каналу информации различного назначения (например, вибрации - 20 бит, температуры - 8 бит и состояния канала - 4 бита).
Конфигурация программы при этом осуществляется заданием конфигуратора - файла, в котором указываются параметры структуры принимаемого кадра (число измерительных каналов, порядок их следования в общем потоке, число бит, передаваемых каждым физическим каналом, количество логических каналов, использующих один физический канал и схему чередования данных измерений в передаваемом блоке).
Предлагаемый способ цифровой регистрации и обработки измеряемых параметров машинного оборудования осуществляется следующим образом: перестройка программно-аппаратного комплекса системы контроля, диагностирования и аварийной защиты, при переходе от работы с одним типом объектов к работе с другим типом, выполняется путем создания и последующей загрузки нового конфигурационного файла, в котором указываются параметры структуры принимаемого кадра (число измерительных каналов, порядок их следования в общем потоке, число бит, передаваемых каждым физическим каналом, количество логических каналов, использующих один физический канал и схему чередования данных измерений в передаваемом блоке). После загрузки этого конфигурационного файла с заданными частотой и длиной передаваемых данных по каждому каналу в логическом цикле (наименьшей неповторяющейся последовательности байт, содержащих данные измерений), производится загрузка их потоками сигналов измерений от разноскоростных логических каналов быстроменяющихся параметров с возможностью использования одного или нескольких из них для транспортировки данных от множества логических каналов медленноменяющихся параметров и задания битовых масок для каналов.
Информация от этих каналов передается с помощью общих полей (одного, двух, трех или четырех байт), причем в зависимости от количества логических каналов, транспортирующих данные по одному физическому каналу, задается соответствующее число масок, используемых в операции логического умножения для выделения информации об измеряемом параметре, необходимость выполнения которой определяется значением соответствующего дескриптора канала.
При этом если значение дескриптора равно 1, то значение параметра автоматически определяется с помощью маски, а в противном случае для выделения данных измерений из бинарного потока используется битовое поле, длина которого устанавливается в процессе конфигурации программы в соответствии с объемом информации, передаваемой по данному каналу.
При этом исключается процедура перепрограммирования модулей приема потока данных с возможностью передачи по одному каналу информации различного назначения (например, вибрации - 20 бит, температуры - 8 бит и состояния канала - 4 бита), что обеспечивает адаптацию любой измерительной системы к программному обеспечению цифрового регистратора параметров.
При этом снимаются практически все ограничения на количество каналов и структуру принимаемого потока данных по сравнению с известными аналогами [1-3].
Источники информации
1. Патент RU 2295834.
2. Патент RU 2066473.
3. Патент RU 2079882.
4. Патент США 7210105.
5. Патент RU 2036435.
6. Патент RU 2218597.