КОНТРОЛЛЕР УДАЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Полезная модель относится к области автоматики и телемеханики, а именно к гальванически развязанным контроллерам удаленных объектов с помощью комплексов телемеханики (ТМ), где объектами управления являются станции катодной защиты (СКЗ) магистральных газопроводов, на которых устанавливаются посты ТМ, которые связаны с центральным (диспетчерским) постом ТМ.
Следует подчеркнуть, что современные СКЗ включают в себя основное устройство - выпрямитель с блоком управления и дополнительные устройства - три датчика: датчик электрохимического потенциала (ДЭХП); датчик поляризационного потенциала (ДПП); датчик коррозии (ДК).
Известен аналог - Патент на полезную модель №72593 РФ. Бюл. №11 за 2008 год. «Гальванически развязанная система контроля и управления удаленными объектами» // Агафонов Ю.М., Акиншин Р.Н., Анкудинов К.А., Акиншин Н.С., Анкудинов А.И. Функциональная схема аналога представлена в приложении №1.
Аналог (см. приложение №1) содержит восемь основных блоков: шестиканальный блок измерения и нормализации, построенный на шести операционных усилителях К140 УД708 с различными коэффициентами усиления и начального смещения; шестиканальный блок преобразования и гальванической развязки, выполненный на шести преобразователях «напряжение - частота» ИМС КР1108ПП1; шестиканальный блок формирования стандартных сигналов, включающий в себя шесть ИМС КР1108ПП1 и шесть операционных усилителей К140 УД708; блок контроллера тока нагрузки, выполненный на микроконтроллере PIC16F628; оптоэлектронный переключатель; блок подключения ДК в цепь измерения; блок контроллера потребленной СКЗ электроэнергии, выполненный на микроконтроллере PIC16F874; семисегментный знаковый индикатор АЛС356А. Кроме того, в приложении №1 показаны: пост комплекса ТМ, ДЭХП, ДПП, ДК, выпрямитель с блоком управления и корпус системы.
Аналог может работать в двух режимах: режиме контроля параметров СКЗ и режиме управления СКЗ по ТМ.
Аналог в режиме контроля параметров СКЗ по ТМ имеет пять информационных каналов (см. приложение №1): контроля напряжения ДЭХП; контроля напряжения ДПП; контроля сопротивления ДК; контроля напряжения СКЗ; контроля тока нагрузки (защиты) СКЗ (шестой канал используется в режиме управления). Принцип работы канала контроля напряжения ДЭХП сводится к следующему: напряжение ДЭХП интервала от 0 до - 5 В поступает на блок измерения и нормализации, где преобразуется в нормированное выходное напряжение интервала 2-10 В; нормированное постоянное напряжение интервала 2-10 В поступает на блок преобразования и гальванической развязки, где преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов с частотой интервала 2-10 кГц, соответственно, которые подаются на светодиод оптрона «светодиод - фототранзистор» АОТ128А; фототранзистор оптрона является входом блока формирования стандартных сигналов, где последовательность прямоугольных импульсов интервала 2-10 кГц, сформированная фототранзистором, последовательно преобразуется в постоянное напряжение интервала 2-10 В, а затем в стандартный интервал постоянного тока 4-20 мА, который и поступает в аналоговом виде в ТМ. Работа остальных четырех каналов контроля параметров аналогична рассмотренному. Кроме того, с оптрона счетчика электроэнергии выпрямителя СКЗ подается последовательность импульсов (для всех типов выпрямителей СКЗ-500 импульсов/кВт) на настроенную на вход линию порта микроконтроллера PIC16F874, который обрабатывает информацию по заданному алгоритму и суммирует потребленную СКЗ электроэнергию в свою память данных EEPROM. Содержимое EEPROM - памяти микроконтроллера PIC16F874 выводится на семисегментный знаковый индикатор АЛС356А.
Аналог в режиме управления СКЗ по ТМ выполняет следующие четыре функции управления (см. приложение №1): включение в работу и выключение СКЗ осуществляется оптоэлектронным переключателем; подключение в цепь контроля ДК с помощью блока подключения ДК в цепь измерения падения напряжения на нем; задание требуемой величины тока нагрузки (защиты) СКЗ, его регулирование и восстановление заданного значения тока при снятии электропитания и последующем его восстановлении осуществляется блоком контроллера тока нагрузки, выполненным на микроконтроллере PIC16F628; при поступлении сигнала от передатчика ТХ по цифровому каналу поста комплекса ТМ на приемник RX порта микроконтроллера PIC16F874 по интерфейсу USART, информация о потребленной выпрямителем СКЗ электроэнергии из EEPROM - памяти данных микроконтроллера PIC16F874 поступает в ТМ в цифровой форме от передатчика ТХ микроконтроллера PIC16F874 на приемник RX поста комплекса ТМ по интерфейсу USART.
Аналогу присущи следующие существенные недостатки:
1) пять информационных каналов ТМ для измерения параметров СКЗ являются полностью аналоговыми, что обусловило большие ошибки передачи информации (до 7-10%) и низкую скорость и помехоустойчивость передачи информации от поста ТМ к центральному (диспетчерскому) посту ТМ;
2) в самой системе (аналоге) информация по большей части обрабатывается в аналоговой форме, что существенно увеличивает ошибки измерения параметров (до 5-7%);
3) низкая надежность и точность системы (аналога), так как ее структура, учитывая только основные три шестиканальных блока, имеет в своем составе двадцать четыре аналоговые ИМС: К140 УД708 - 12 штук; КР1108ПП1 - 12 штук; другие радиодетали, обеспечивающие работу ИМС - около 150 шт.
Наиболее близким техническим решением - прототипом является Патент на полезную модель №89793 РФ. Бюл. №34 за 2009 год. «Контроллер удаленных объектов» // Агафонов Ю.М., Агафонов Д.О., Акиншин О.Н., Акиншин Н.С., Анкудинов К.А., Анкудинов А.И. и др. Функциональная схема прототипа представлена в приложении №2.
Прототип (см. приложение №2) содержит восемь основных блоков: блок измерения и нормализации на шести операционных усилителях К140УД708; блок преобразования сигналов на шести аналоговых ИМС КР1108ПП1; формирователь цифровых сигналов измерения на микроконтроллере PIC16F873; блок контроллера тока нагрузки на микроконтроллере PIC16F628; оптоэлектронный переключатель; блок подключения ДК в цепь измерения; блок контроллера потребленной СКЗ электроэнергии на микроконтроллере PIC16F874; семисегментный знаковый индикатор АЛС356А. Кроме того, в приложении №2 показаны: пост комплекса ТМ, ДЭХП, ДПП, ДК, выпрямитель с блоком управления и плата контроллера удаленных объектов.
Прототип может работать тоже в двух режимах: режиме контроля параметров СКЗ и режиме управления СКЗ по ТМ, но с более широкими возможностями чем у аналога.
Прототип (см. приложение №2) в режиме контроля параметров СКЗ по ТМ имеет шесть аналогово-цифровых информационных каналов: контроля напряжения ДЭХП; контроля напряжения ДПП; контроля сопротивления ДК; контроля напряжения выпрямителя СКЗ; контроля тока нагрузки - падения напряжения на токовом шунте выпрямителя СКЗ; измерения и суммирования потребленной СКЗ электроэнергии. Принцип работы первых пяти каналов аналогово-цифрового контроля существенных отличий не имеет, поэтому достаточно рассмотреть канал аналого-цифрового контроля напряжения ДЭХП: напряжение ДЭХП интервала от 0 до - 5 В в аналоговом виде поступает на блок измерения и нормализации на аналоговой ИМС К140УД708, где преобразуется в напряжение интервала 0-5 В (это интервал входных напряжений микроконтроллеров); далее напряжение аналогового интервала 0-5 В поступает на блок преобразования сигналов на аналоговой ИМС КР1108ПП1, где преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов с частотой интервала 0-256 Гц, соответственно, которые подаются на светодиоды оптронов АОТ128А; фототранзисторы оптронов АОТ128А подключены к шести настроенным на вход линиям порта микроконтроллера PIC16F873, который по заданному алгоритму уже в цифровой форме записывает количество импульсов, пропорциональное напряжению ДЭХП, в свою EEPROM - память в двоичном коде от 00000000 до 11111111, где хранится до запроса по интерфейсу SPI (SDO и SCK) с микроконтроллера PIC16F874; обновление данных EEPROM - памяти микроконтроллера PIC16F873 осуществляется циклически. Работа следующих четырех каналов аналогово-цифрового контроля аналогична рассмотренному. Таким образом, измеренные в аналогово-цифровой форме пять параметров СКЗ хранятся в EEPROM - памяти микроконтроллера PIC16F873. Кроме того, существует шестой канал цифрового контроля (см. приложение №2): с оптрона счетчика электроэнергии выпрямителя СКЗ (нижний по схеме выход) поступает импульсный сигнал - 500 импульсов/кВт в настроенную на вход линию порта микроконтроллера PIC16F874, который суммирует потребленную СКЗ электроэнергию в свою память данных EEPROM для передачи информации в ТМ, информация в EEPROM - памяти сохраняется даже при снятии электропитания; содержимое EEPROM - памяти микроконтроллера PIC16F874 выводится на семисегментный знаковый индикатор АЛС356А; при необходимости обслуживающий персонал может приводить в соответствие показания счетчика электроэнергии выпрямителя СКЗ и информацию в EEPROM - памяти микроконтроллера PIC16F874.
Прототип в режиме управления СКЗ по ТМ работает следующим образом (см. приложение №2):
1) включение (выключение) СКЗ осуществляется оптоэлектронным переключателем: оператор центрального (диспетчерского) поста ТМ через интерфейс USART (ТХ) ТМ подает соответствующий цифровой сигнал управления на интерфейс USART (RX) микроконтроллера PIC16F874, который вырабатывает соответствующий сигнал и подает его на вход оптоэлектронного переключателя и последний включает (выключает) СКЗ;
2) подключение (отключение) в цепь контроля ДК осуществляется блоком подключения ДК в цепь измерения падения напряжения на нем: оператор центрального (диспетчерского) поста ТМ через интерфейс USART (ТХ) ТМ подает соответствующий цифровой сигнал управления на интерфейс USART (RX) микроконтроллера PIC16F874, который вырабатывает соответствующий сигнал и подает его на управляющий вход блока подключения ДК;
3) задание требуемой величины тока нагрузки (защиты) СКЗ, его регулирование и восстановление заданного значения тока при снятии электропитания и последующем его восстановлении осуществляется блоком контроллера тока нагрузки на микроконтроллере PIC16F628: оператор центрального (диспетчерского) поста ТМ через интерфейс USART (ТХ) ТМ подает соответствующий сигнал управления на интерфейс USART (RX) микроконтроллера PIC16F874, который вырабатывает соответствующие сигналы и подает их на микроконтроллер PIC16F628; микроконтроллер PIC16F628 устанавливает требуемый ток нагрузки и запоминает его численное значение в своей EEPROM - памяти на случай снятия электропитания с СКЗ и последующего его восстановления;
4) определение потребленной СКЗ электроэнергии: оператор центрального (диспетчерского) поста ТМ через интерфейс USART (ТХ) ТМ подает соответствующий цифровой сигнал запроса на интерфейс USART (RX) микроконтроллера PIC16F874, который выводит цифровую информацию о величине потребленной СКЗ электроэнергии из EEPROM - памяти микроконтроллера PIC16F874 на интерфейс USART (ТХ) микроконтроллера и далее через интерфейс USART (RX) ТМ цифровая информация о величине потребленной СКЗ электроэнергии поступает к оператору центрального (диспетчерского) поста ТМ;
5) управление контроллером удаленных объектов (прототипом) в режиме аналого-цифрового контроля параметров СКЗ (напряжения ДЭХП, напряжения ДПП, сопротивления ДК, напряжения выпрямителя СКЗ, тока нагрузки - падения напряжения на токовом шунте выпрямителя СКЗ) рассмотрим на примере контроля (измерения) напряжения ДЭХП: оператор центрального (диспетчерского) поста ТМ через интерфейс USART (ТХ) ТМ подает соответствующий цифровой сигнал запроса на интерфейс USART (RX) микроконтроллера PIC16F874, который подает управляющий сигнал на интерфейс SPI; по последовательному интерфейсу SPI (SDO и SCK) микроконтроллеры PIC16F874 и PIC16F873 связаны; цифровая информация о величине напряжения ДЭХП из EEPROM - памяти микроконтроллера PIC16F873 переписывается в SRAM - память микроконтроллера PIC16F874; из SRAM - памяти микроконтроллера PIC16F874 цифровая информация поступает на интерфейс USART (ТХ) микроконтроллера PIC16F874 и далее через интерфейс USART (RX) ТМ цифровая информация о величине напряжения ДЭХП поступает к оператору центрального (диспетчерского) поста ТМ.
В прототипе полностью устранен первый недостаток аналога, а второй и третий недостатки устранены только частично.
Анализ блок-схемы и принципа работы прототипа позволил выявить следующие его основные существенные недостатки:
1) в контроллере удаленных объектов (прототипе) информация обрабатывается как в аналоговой, так и в цифровой формах, хотя цифровая часть обеспечивает ошибки до 0,4%, но аналоговая часть прототипа оставляет ошибки измерения параметров СКЗ до 3-5%;
2) низкая надежность и точность контроллера (прототипа), так как в его аналоговой части остаются: шесть аналоговых ИМС К140 УД708; шесть аналоговых ИМС КР1108ПП1; около 80 радиодеталей общего назначения (транзисторы, конденсаторы, резисторы и др.).
Необходимость проведения работ по устранению этих недостатков подчеркивают МОСТРАНСГАЗ, Тульское, Елецкое и ряд других региональных управлений магистральных газопроводов.
Предлагаемой полезной моделью решается задача устранения аналоговой части прототипа и переход на полностью цифровой контроль параметров СКЗ и управление работой СКЗ по цифровому каналу ТМ при повышении точности и надежности функционирования контроллера удаленных объектов.
Поставленная задача достигается тем, что в контроллер удаленных объектов (станций катодной защиты), содержащий микроконтроллер PIC16F873, у которого к шести линиям порта, настроенным на вход, подключены фототранзисторы шести оптронов АОТ128А, а линия порта, настроенная на выход, подключена к блоку управления выпрямителя станции катодной защиты, блок контроллера тока нагрузки на микроконтроллере PIC16F628, оптоэлектронный переключатель выходом подключенный к станции катодной защиты, блок контроллера потребленной станции катодной защиты электроэнергии на микроконтроллере PIC16F874 и знаковый индикатор АЛС356А, две линии порта микроконтроллера PIC 16F874 по интерфейсу USART соединены с телемеханикой, а другие две линии порта по интерфейсу SPI - с микроконтроллером PIC16F873, линия порта микроконтроллера PIC16F874, настроенная на вход, подключена к оптрону счетчика электроэнергии станции катодной защиты, семнадцать линий портов, настроенные на выход, подключены к знаковому индикатору АЛС356А, две линии порта, настроенные на выход, подключены ко входам блока контроллера тока нагрузки на микроконтроллере PIC16F628 и оптоэлектронному переключателю, соответственно, введен четвертый микроконтроллер - PIC16F876, у которого к семи линиям портов, настроенным на вход, подключены датчик электрохимического потенциала, датчик поляризационного потенциала, датчик коррозии, выходное напряжение станции катодной защиты, токовый шунт станции катодной защиты, выход блока контроллера тока нагрузки на микроконтроллере PIC16F628 и выход блока контроллера потребленной станцией катодной защиты электроэнергии на микроконтроллере PIC16F874, а шесть выходов которого подключены к шести светодиодам шести оптронов АОТ128А.
Включение в контроллер удаленных объектов четвертого микроконтроллера - PIC16F876 при сохранении всех достоинств прототипа дополнительно обеспечило: во-первых - переход на полностью цифровой контроль параметров СКЗ и управление работой СКЗ по цифровому каналу ТМ; во-вторых - исключение из блок-схемы прототипа трех аналоговых блоков: блока измерения и нормализации, блока преобразования сигналов и блока подключения ДК, что привело к повышению точности и надежности функционирования контроллера удаленных объектов.
На фиг. изображена блок-схема контроллера удаленных объектов (полезной модели). Кроме того, на фиг. показаны блоки СКЗ и пост комплекса ТМ, к которым подключен контроллер удаленных объектов.
Контроллер удаленных объектов включает в себя (см. фиг.) плату контроллера удаленных объектов 1, на которой размещены: блок цифрового измерения, нормализации, преобразования и гальванической развязки на микроконтроллере PIC16F876 2, шесть выходов которого через шесть диодно-транзисторных оптронов АОТ128А (на фиг. оптроны показаны спаренными стрелками) связаны с шестью линиями портов, настроенных на вход, формирователя цифровых сигналов на микроконтроллере PIC16F873 3; блок контроллера тока нагрузки на микроконтроллере PIC16F628 4, выход которого соединен с шестым сверху по схеме входом блок цифрового измерения, нормализации, преобразования и гальванической развязки на микроконтроллере PIC16F876 2; оптоэлектронный переключатель 5; блок контроллера потребленной СКЗ электроэнергии на микроконтроллере PIC16F874 6, линии порта последовательного интерфейса SPI (SCK, SDI) которого соединены с линиями порта последовательного интерфейса SPI (SCK, SDO) микроконтроллера PIC16F873 3, а три линии порта, настроенные на выход, соединены с входом оптоэлектронного переключателя 5, нижним по схеме входом микроконтроллера PIC16F876 2 и входом микроконтроллера PIC16F628 4; семнадцать линий портов микроконтроллера PIC16F874 6, настроенные на выход, подключены к знаковому индикатору АЛС356А 7; кроме контроллера удаленных объектов 1-7 на фиг. показан пост комплекса ТМ 8, который по интерфейсу USART (TX-RX) ТМ 8 подключен к интерфейсу USART микроконтроллера PIC16F874 6 (RX-TX), соответственно; кроме контроллера удаленных объектов 1-7 и поста комплекса ТМ 8 на фиг. показаны блоки СКЗ: ДЭХП 9, подключенный к верхнему по схеме входу микроконтроллера PIC16F876 2; ДПП 10, подключенный ко второму сверху по схеме входу микроконтроллера PIC16F876 2; ДК 11, подключенный к третьему сверху по схеме входу микроконтроллера PIC16F876 2; выпрямитель СКЗ с блоком управления 12, два верхних по схеме выхода (выходное напряжение и ток нагрузки - падение напряжения на токовом шунте) которого подключены к четвертому и пятому сверху по схеме входам микроконтроллера PIC16F876 2, нижний по схеме выход (оптрон счетчика электроэнергии выпрямителя 12) соединен с настроенной на вход линией порта микроконтроллера PIC16F874 6; верхний вход выпрямителя 12 соединен с настроенной на выход линией порта микроконтроллера PIC16F873 3, а нижний вход выпрямителя 12 подключен к выходу оптоэлектронного переключателя 5.
Контроллер удаленных объектов (полезная модель) может работать тоже в двух режимах: режиме цифрового контроля параметров СКЗ и режиме цифрового управления СКЗ по ТМ.
Контроллер удаленных объектов (см. фиг.) в режиме цифрового контроля параметров СКЗ по ТМ имеет шесть цифровых информационных каналов, которые работают даже при отсутствии управляющих сигналов от ТМ 8: цифрового контроля напряжения ДЭХП 9; цифрового контроля напряжения ДПП 10; цифрового контроля сопротивления ДК 11 (падения напряжения на нем); цифрового контроля напряжения выпрямителя СКЗ 12; цифрового контроля тока нагрузки - падения напряжения на токовом шунте выпрямителя СКЗ 12; цифрового измерения и суммирования потребленной выпрямителем СКЗ 12 электроэнергии. Принцип работы первых пяти каналов цифрового контроля существенных отличий не имеет, поэтому достаточно рассмотреть канал цифрового контроля напряжения ДЭХП 9: напряжение ДЭХП 9 интервала от 0 до - 5 В в аналоговом виде поступает на верхний по схеме вход микроконтроллера PIC16F876 2, где по заданному алгоритму преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов с частотой интервала 0-256 Гц, которые подаются на светодиод верхнего по схеме оптрона АОТ128А; фототранзистор оптрона АОТ128А подключены к настроенной на вход верхней по схеме линии порта микроконтроллера PIC16F873 3, который по заданному алгоритму записывает количество импульсов, пропорциональное напряжению ДЭХП 9, в свою EEPROM - память в двоичном коде от 00000000 до 11111111, где хранится до запроса по интерфейсу SPI (SDO и SCK) с микроконтроллера PIC16F874 6; обновление данных EEPROM - памяти микроконтроллера PIC16F873 3 осуществляется циклически. Работа следующих четырех каналов цифрового контроля аналогична рассмотренному. Таким образом, измеренные в цифровой форме пять параметров СКЗ хранятся в EEPROM - памяти микроконтроллера PIC16F873 3, хотя следует отметить, что измерение сопротивления ДК имеет особенности, которые описаны в режиме управления СКЗ (см. пункт 2). Кроме того существует шестой канал цифрового контроля потребленной выпрямителем СКЗ 12 электроэнергии (см. фиг.): с оптрона счетчика электроэнергии выпрямителя СКЗ 12 (нижний по схеме выход) поступает импульсный сигнал - 500 импульсов/кВт в настроенную на вход линию порта микроконтроллера PIC16F874 6, который суммирует потребленную СКЗ электроэнергию в свою память данных EEPROM для передачи информации в ТМ 8, информация в EEPROM - памяти сохраняется даже при снятии электропитания; содержимое EEPROM - памяти микроконтроллера PIC16F874 6 выводится на семисегментный знаковый индикатор АЛС356А 7; при необходимости обслуживающий персонал может приводить в соответствие показания счетчика электроэнергии выпрямителя СКЗ 12 и информацию в EEPROM - памяти микроконтроллера PIC16F874 6.
Контроллер удаленных объектов (см. фиг.) в режиме цифрового управления СКЗ по ТМ работает следующим образом:
1) включение (выключение) СКЗ 12 осуществляется оптоэлектронным переключателем 5: оператор центрального (диспетчерского) поста ТМ через интерфейс USART (ТХ) ТМ 8 подает соответствующий цифровой сигнал управления на интерфейс USART (RX) микроконтроллера PIC16F874 6, который вырабатывает соответствующий сигнал и подает его на вход оптоэлектронного переключателя 5, а последний включает (выключает) СКЗ;
2) измерение сопротивления ДК 11 осуществляется кратковременно путем измерения падения напряжения на нем: оператор центрального (диспетчерского) поста ТМ через интерфейс USART (ТХ) ТМ 8 подает соответствующий цифровой сигнал управления на интерфейс USART (RX) микроконтроллера PIC16F874 6, который по заданному алгоритму вырабатывает цифровой сигнал и со своего второго верхнего по схеме выхода подает его на нижний по схеме вход микроконтроллера PIC16F876 2, который свой третий сверху слева вход переводит из высокоимпедансного в рабочее состояние; падение напряжения на ДК 11 подается на вход микроконтроллера PIC16F876 2, где по заданному алгоритму преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов с частотой интервала 0-256 Гц, которые подаются на светодиод оптрона АОТ128А данного канала измерения; фототранзистор оптрона АОТ128А подключен к третьей сверху по схеме настроенной на вход линии порта микроконтроллера PIC16F873 3, который по заданному алгоритму записывает количество импульсов, пропорциональное падению напряжения на ДК 11, в свою EEPROM - память в двоичном коде от 00000000 до 11111111, где хранится до запроса по интерфейсу SPI (SDO и SCK) с микроконтроллера PIC16F874 6;
3) задание требуемой величины тока нагрузки (защиты) СКЗ, его регулирование и восстановление заданного значения тока при снятии электропитания и последующем его восстановлении осуществляется блоком контроллера тока нагрузки на микроконтроллере PIC16F628 4: оператор центрального (диспетчерского) поста ТМ через интерфейс USART (ТХ) ТМ 8 подает соответствующий цифровой сигнал управления на интерфейс USART (RX) микроконтроллера PIC16F874 6, который по заданному алгоритму вырабатывает соответствующие сигналы и подает их на микроконтроллер PIC16F628 4; микроконтроллер PIC16F628 4 по заданному алгоритму устанавливает требуемый ток нагрузки выпрямителя СКЗ 12 и запоминает его численное значение в своей EEPROM - памяти на случай снятия электропитания с СКЗ и последующем его восстановлении;
4) определение потребленной выпрямителем СКЗ 12 электроэнергии: оператор центрального (диспетчерского) поста ТМ через интерфейс USART (ТХ) ТМ 8 подает соответствующий цифровой сигнал на интерфейс USART (RX) микроконтроллера PIC16F874 6, который выводит цифровую информацию о величине потребленной СКЗ электроэнергии из EEPROM - памяти микроконтроллера PIC16F874 6 на свой интерфейс USART (ТХ) и далее через интерфейс USART (RX) ТМ 8 цифровая информация о величине потребленной СКЗ электроэнергии поступает к оператору центрального (диспетчерского) поста ТМ;
5) управление контроллером удаленных объектов в режиме цифрового контроля (измерения) параметров СКЗ (напряжения ДЭХП 9, напряжения ДПП 10, сопротивления ДК 11, напряжения выпрямителя СКЗ 12, тока нагрузки - падения напряжения на токовом шунте выпрямителя СКЗ 12) рассмотрим на примере контроля (измерения) напряжения ДЭХП: оператор центрального (диспетчерского) поста ТМ через интерфейс USART (ТХ) ТМ 8 подает соответствующий цифровой сигнал запроса на интерфейс USART (RX) микроконтроллера PIC16F874 6, который подает управляющий сигнал на интерфейс SPI; по последовательному интерфейсу SPI (SDO и SCK) микроконтроллеры PIC16F874 6 и PIC16F873 3 связаны; цифровая информация о величине напряжения ДЭХП 9 из EEPROM - памяти микроконтроллера PIC16F873 3 переписывается в SRAM - память микроконтроллера PIC16F874 6; из SRAM - памяти микроконтроллера PIC16F874 6 цифровая информация поступает на интерфейс USART (ТХ) микроконтроллера PIC16F874 6 и далее через интерфейс USART (RX) ТМ 8 цифровая информация о величине напряжения ДЭХП 9 поступает к оператору центрального (диспетчерского) поста ТМ.
Применение в контроллере удаленных объектов (полезной модели) четвертого микроконтроллера фирмы MicroCHIP серии PIC16F876 2, имеющего модуль 10-разрядного 8-канального АЦП, два модуля ШИМ, тринадцать внешних и внутренних прерываний, FLASH - память программ в 8 Кбайт, SRAM - память данных в 368 байт, EEPROM - память данных в 256 байт, обеспечило устранение недостатков прототипа и улучшение функциональных показателей контроллера удаленных объектов:
1) произведен переход на полностью цифровой контроль параметров СКЗ и управление работой СКЗ по цифровому каналу ТМ;
2) из блок-схемы прототипа исключены последние три аналоговых блока (блок измерения и нормализации, блок преобразования сигналов и блок подключения ДК), что привело к повышению точности и надежности функционирования контроллера удаленных объектов;
3) все четыре микроконтроллера (PIC16F873, PIC16F874, PIC16F876 и PIC16F628) и полное отсутствие аналоговой обработки сигналов обеспечили ошибку полностью цифрового представления, обработки и передачи информации 0,4%, что на порядок меньше ошибок аналоговой части прототипа (3-5%).