ОТСЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО

Отсчетное устройство.
Полезная модель относится к автозаправочной технике, а более конкретно к отсчетному устройству для топливораздаточной колонки.
В качестве аналога выбрано отсчетное устройство для колонки Нара-23 (см. техническое описание и инструкция по эксплуатации AST 2.883.010.00 ТО), которое СОСТОИТ из двух блоков: указателя разового отпуска и указателя суммарного учета топлива,
Указатель разового отпуска - стрелочный, двусторонний, фиксирует показания количества топлива, отпущенного потребителю.
Указатель суммарного отпуска - роликовый, регистрирует нарастающим итогом количество топлива, отпущенного колонкой.
Данное отсчетное устройство предназначено для подсчета и отображения информации о расходе измеряемой величины с точностью до 1 л, максимальным расходом топлива - 60 л/мин и максимальной разовой дозой выдачи топлива - 100 л.
Недостатком данного отсчетного устройства является то, что оно не обеспечивает необходимой точности подсчета выдаваемого количества топлива, не имеет информации о цене за литр топлива и цене за выданный объем топлива, ограничивает разовую выдачу топлива 100 литрами.
в 67 Д 5/04
Известно электронно-механическое отсчетное устройство Электроника - ЭЦТ - 1/5 (см. паспорт АЗТ 2.045.000), узлы которого скомпанованы в Функциональные блоки: логический и индикаторов.
Логический блок предназначен для подсчета входных импульсов от датчика расхода топлива и вывода информации в виде семисегментного кода на блок индикаторов. В состав логического блока входит блок питания, вырабатывающий постоянное напряжение.
Блок индикаторов предназначен для вывода поступающей информации на семисегментные индикаторы.
Модули связаны между собой в единое изделие электрической связью и механическим креплением.
Рассматриваемое отсчетное устройство предназначено для подсчета и отображения информации о расходе измеряемой величины с точностью до 0,01 л и частотой следования входного сигнала до 800 Гц. При частоте входных импульсов более 20 Гц отображение информации происходит только в трех разрядах слева от запятой.
Данное отсчетное устройство позволяет диагностировать блок индикаторов за счет отображения на индикаторах цифры 8, и гашения их.
Управление работой отсчетного устройства осуществляется с пульта дистанционного управления.
Недостатком указанного отсчетного устройства является то, что потребитель не имеет возможности контролировать соответствие количества получаемого топлива цене за этот объем топлива в соответствии с ценой за литр. Использование-бблы11б1 о-количества элементов в логическом блоке снижает надежность работы отсчетного устройства.
в качестве прототипа выбрано электронно-механическое отсчетное устройство Электроника - ЭЦТ - 1/13 (см. паспорт АЗТ 2.045.003), узлы которого так же скомпанованы в Функциональные блоки: блок логический и два блока индикаторов.
Блоки связаны между собой в единое изделие электрической связью и механическим креплением.
Блок логический предназначен для подсчета входных импульсов от датчика расхода с точностью до 0,01 л и частотой следования импульсов до 800 Гц и выведения информации на блок индикаторов.
Б состав блока логического входят: плата логическая, сконструированная на базе микросхем серии К564. блок питания и блок управления.
Блок питания, состоящий из Фильтра, трансформатора, диодных мостов, выпр5шителей, стабилизаторов напряжения, предназначен для преобразования переменного напряжения в постоянное.
Блок управления предназначен для установки цены за литр топлива в трех разрядах, т. е. максимально возможная цена 9,99 руб/л. Установка в каждом разряде производится в двоичном коде посредством трех движков. Блок управления позволяет тестировать блок индикаторов за счет отображения на индикаторах цифры 8 и гашения индикаторов при определенном положении движков.
Блок индикаторов предназначен для вывода поступающей информации на семисегментные индикаторы и представляет собой плату индикаторов, которая состоит из индикаторов и транзисторных ключей, работающих в режиме усилителей по току.
Управляющие сигналы поступают на отсчетное устройство с пульта дистанционного управления.
Недостатком указанного устройства является то, что задание цены за литр топлива в трех разрядах ограничивает спрос на колонки с данным отсчетным устройством; установка цены и тестирование блока индикаторов связано с определенными неудобствами. Использование в блоке логики большого количества микросхем снижает надежность работы устройства.
Целью настоящей полезной модели является расширение функциональных возможностей отсчетного устройства, получение возможности более гибкой адаптации отсчетного устройства к изменяющимся условиям эксплуатации, а именно: упрощение процесса установки цены за литр топлива и расширение диапазона возможных цен до 9999 руб/л за счет увеличения разрядности-цены и изменения положения запятой; введение дополнительного контроля за суммарным количеством выданного топлива за счет дублирования электромеханического суммарника электронным.
Кроме того повышена надежность и устойчивость работы отсчетного устройства.
Указанная цель достигаются тем, в плату логики введен микропроцессор (МП), двунаправленный 8-разрядный порт ввода/вывода данных которого по шине данных соединен с входами регистра, формирующего шину адреса по сигналу ALE с МП, с портом данных постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), таймера, имеющего три независимых канала, один из которых вырабатывает тактовую частоту для второго канала, а два других осуществляют подсчет временных интервалов, задаваемых с МП, и блока, состоящего из двух регистров, осуществляющих хранение сигналов, выдаваемых МП на периферийные устройства, управление которыми осуществляется с порта МП через блок элементов ИЛИ-НЕ ; входной интерфейс, состоящий из блоков.
включающих диодную оптопару. резисторы, конденсатор и триггер Шмитта, и предназначений для преобразования входных сигналов: IN1 и IN2, поступающих от датчика расхода топлива на блок, состоящий из элемента ИЛИ-НЕ и D-триггера и Формирующий сигнал о выдаче 0,01 л топлива, поступающий на вход Т1 МП только при прямом направлении вращения вала; RK, определяющего положение раздаточного крана и поступающего на Р2.3 МП; РК, поступающего от пульта дистанционного управления на вход ТО МП и разрешающего включение колонки; KEY1,KEY2, KEY3 и LOCK, поступающих с блока управления 4 на входы Р1.О - Р1.3 МП; POWER, информирующий о падении напряжения питания и поступающего на вход INT МП, на базу транзистора, вырабатывающего сигнал сброса RST МП, на вход триггера Шмитта, сигнал А с выхода которого поступает на элементы ИЛИ-НЕ, устанавливая регистры в высокоомное состояние, и на цепочку триггеров Шмитта, управляющих сигналом выборки CS ОЗУ; блок транзисторных оптопар, предназначенный для преобразования сигналов поступающих с выхода регистров на блок индикаторов, блок питания (MOTOR) и через блок, состоящий из четырехразрядного двоичного счетчика, одновибратора и Формирующий импульс о выдаче 0,01 с топлива OUT, на пульт дистанционного управления; плата индикаторов дополнена тремя двоичнодесятичными дешифраторами, схемой управления ими, построенной на четырех триггерах Шмитта, предназначенными для преобразования кодов, поступающих с платы управления, в сигналы управления индикаторами; в блок питания введен транзисторный ключ, контролирующий падение напряжения и вырабатывающий сигнал POWER, и две симисторные оптопары, которые преобразуют сигнал MOTOR, поступающий с платы логики, в сигнал , управляющий магнитным пускателем, и сигнал YKC в сигнал KG, управлющий клапаном снижения; блок управления, состоит из электрического замка, переключателя положения запятой в цене за литр топлива и двух кнопок: Цена и Сброс, позволяющий легко и быстро задать цену за литр топлива, тестировать платы индикаторов, вывести на индикаторы значение суммарного отпуска топлива. Сущность полезной модели поясняется Фигурой 1, где представлена структурная схема устройства. Отсчетное устройство состоит из платы логики 1, блока индикаторов 2, блока питания 3 и блока управления 4. В состав платы логики входят: микропроцессор (МП) 5, регистр б, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 7, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 8, таймер 9, блок из двух регистров 10, блок транзисторных оптопар 11, блок 12, состоящий из четырехразрядного двоичного счетчика и одновибратора, блок 13, состоящий из элементов ИЛИ-НЕ, входной интерфейс 14, состоящий из блоков в состав которых входят диодная оптопара, резисторы, конденсаторы и триггер Шмитта, блок 15, состоящий из элемента ИЛИ-НЕ и D-триггеров, блок 16, состоящий из трех четырехразрядных двоичных счетчиков, одновибратора, триггеров Шмитта, транзистора, диодов, конденсаторов и резисторов. Двунаправленный 8-разрядный порт ввода/вывода данных МП 5 по щине данных соединен с входами регистра б. Формирующего щину адреса по сигналу ALE с МП 5, с портом данных ПЗУ 7, ОЗУ 8, таймера 9, имеющего три независимых канала, один из которых вырабатывает тактовую частоту для второго канала, а два других осуществляют подсчет временных интервалов, задаваемых с МП 5, и блока 10, управление которым осуществляется с порта МП 5 и блока 16 через блок 13. Входной интерфейс 14 предназначен для
-4 преобразования входных сигналов: INI и IN2, поступающих от датчика расхода топлива на блок 15, определяющий направление вращения вала датчика расхода и Формирующий сигнал о выдаче -0,01 л топлива, поступающего на вход Т1 МП 5 только при прямом направлении вращения вала; RK, определяющего положение раздаточного крана и поступающего на Р2.3 МП 5; РК, поступающего от пульта дистанционного управления на вход ТО МП 5 и разрешающего включение колонки; KEY1,KEY2, KEY3 и LOCK, поступающих с блока управления 4 на входы Р1.О - Р1.3 МП 5; POWER, информирующий о падении напряжения питания и поступающий с блока питания 3 на вход INT МП 5, вызывая подпрограмму, устанавливающую устройство в исходное состояние, на базу транзистора блока 16, вырабатывающего сигнал сброса RST МП 5, на вход триггера-Шмитта блока 16, сигнал А с выхода которого поступает на блок 13, устанавливая регистры блока 10 в высокоомное состояние, и на цепочку триггеров-Шмитта блока 16, управляющих сигналом выборки CS ОЗУ 8. Блок 10 предназначен для хранения сигналов, вырабатываемых МП 5 для блока индикаторов 2, блока питания 3 (MOTOR) и поступающих на них через блок 11, и сигнала о выдаче 0,01 л топлива OUT, поступающего на пульт дистанционного управления через блок 12, Формирющего импульс с необходимыми временными характеристиками, и блок 11. Блок индикаторов 2 состоит из двух одинаковых плат 17, состоящих из дешифратора 18, транзисторных ключей 19, индикаторов 20, блока 21, состоящего из двух двоично-десятичных дешифраторов, схемы управления ими, построенной на четырех триггерах Шмитта, и элементов НЕ, инвертирующих сигналы с выходов дешифраторов, и транзисторных ключей 22. Сигналы, управляющие сегментами индикатора, поступают с платы V ЛОГИКИ 1 на вход дешифратора 18, с выхода которого через транзисторные ключи 19.они подаются непосредственно на сегменты индикаторов 20. Сигналы выбора разряда поступают на блок 21, с выхода одного из дешифраторов которого, соответствующего выбранному разряду, пройдя через элемент НЕ блока 21 и один из транзисторных ключей 22 поступают на соответствующий индикатор 20. Блок питания 3 состоит из Фильтра, трансформатора, диодных мостов, выпрямителей, стабилизаторов напряжения, транзисторного ключа, контролирующего падение напряжения и вырабатывающего сигнал POWER, и двух симисторных оптопар, которые преобразуют сигнал MOTOR, поступающий с платы логики 1, в сигнал МР, управляющий магнитным пускателем, и сигнал YKC в сигнал КС, управлющий клапаном снижения. Блок управления 4, представленный в виде электрического замка, переключателя положения запятой в цене за литр топлива и двух КНОПОК: Цена и Сброс, позволяет легко и быстро задать цену за литр топлива, тестировать платы индикаторов, вывести на индикаторы значение суммарного отпуска топлива. Конструкция отсчетного устройства позволяет за счет конденсатора сохранять информацию о цене за литр топлива и суммарном количестве топлива в течении 60 минут после отключения напряжения питания. Отсчетное устройство работает следующим образом.При подаче напряжения питания производится инициализация отсчетного устройства, а именно: на портах Р1 и Р2 МП 5 устанавливаются  в регистры блока 10 по шине данных при подаче сигналов выбора
тояние; программирование каналов таймера 9 (канал о и 1 в режим прерывание терминального счета, канал 2 в режим генератор меандра), при этом канал 2 вырабатывает синхроимпульсы для канала 1, синхронизация каналов О и 2 осуществляется сигналом ALE с МП 5; разрешаются внешние прерывания сигналом низкого уровня на входе INT.
Далее производится тестирование блока индикаторов 2 выведением на индикаторы с интервалом в 1,5 с пусто ,8 и О. Выведение данных на индикатор производится следующим образом. Из внешнего ОЗУ 8 считывается цифра, которая преобразуется в семисегментный код. Каждый бит кода соответствует определенному сегменту индикатора. При наличии О в бите на регистры блока 10 подаются соответствующие коды, сигналы с выхода которых пройдя через блок 11 попадают на дешифраторы 18 и блока 21. На выходе одного из дешифраторов блока 21, соответствующем выбранному разряду появляется 1, которая пройдя через элемент НЕ блока 21 попадает на транзисторный ключ 22 , открывая его и формируя необходимый уровень сигнала, подаваемый на соответствующие входы индикатора 20. Сигнал высокого уровня с выхода дешифратора 18 открывает транзисторный ключ 19, тем самым подавая сигнал необходимого уровня на соответствующий сегмент выбранного индикатора 20. Длительность сигналов контролируется каналом О таймера 9, сигнал высокого уровня с выхода которого, возникающий по истечении заданного с МП 5 интервала времени, подается на Р2.б МП 5.
Далее производится анализ сигналов поступающих с блока управления 4 через входной интерфейс 14 на входы Р1.О - Р1.3 МП 5. Установка цены за литр топлива производится при открытом электрическом ключе следующим образом: при каждом нажатии и удержании в таком положении кнопки Цена происходит последова
-1 тельное увеличение на единицу значения разряда цены. Положение запятой в цене определяется положением переключателя. Сброс значения цены происходит при нажатии кнопки Сброс. При закрытом злектрическом ключе и нажатой кнопке Сброс блока управления 4 производится тестирование блока индикаторов 2 последовательным выведением на них цифр от 9 до О с интервалом 2,5 с и последующим восстановлением информации на индикаторах 20. Подсчет временного интервала осуществляется каналом 1 таймера 9, вырабатывающим по истечении времени, заданного по шине данных МП 5, сигнал, поступающий на Р2.7 МП 5. При закрытом электрическом ключе и нажатой кнопке Цена блока управления 4 на индикаторы 20 выводится значение суммарного отпуска топлива, хранящееся в ОЗУ 8. При повторном нажатии кнопки Цена на индикаторах 20 восстанавливается исходная информация. Включение колонки отсчетным устройством происходит при заданной цене за литр топлива, хранящейся в ОЗУ 8, при наличии сигнала РК от пульта дистанционного управления, поступающего через входной интерфейс ,14 на вход ТО МП 5 и при наличии сигнала RK, информирующем о снятии раздаточного крана и поступающем через входной интерфейс 14 на вход Р2.3 МП 5. Через 2,5с после обнаружения перечисленных выше сигналов МП 5 вырабатывает сигнал О на включение двигателя, который поступает по шине данных на регистр блока регистров 10, с выхода Q7 которого пройдя через блок оптопар 11 сигнал MOTOR поступает на симисторную оптопару блока питания 3, где преобразуется в сигнал МР. На индикаторах 20 устанавливается нулевое значение литров и стоимости. Периодически производится анализ наличия сигнала на
него от датчика расхода топлива через входной интерфейс 14, только при прямом направлении вращения вала датчика.
При обнаружении сигнала на входе Т1 МП 5 происходит увеличение на единицу счетчика импульсов, находящегося в ОЗУ 8, и анализируется необходимость изменения информации на индикаторах 20. Изменение показаний индикатора происходит при выдаче не менее 001,00 л, при частоте поступления импульсов на вход Т1 МП 5 более 30 Гц изменение информации в десятых и сотых долях литров не выводятся на индикаторы 20, изменение стоимости на индикаторах 20 происходит при изменении значения выданного количества топлива на индикаторах 20.
Выключение двигателя отсчетным устройством осуществляется: при исчезновении сигнала РК от пульта дистанционного управления, при исчезновении сигнала RK в результате установки раздаточного крана, при выдаче 999 л или при цене за выданный объем топлива 99000,00 руб.
Отличительной особенностью данного отсчетного устройства по сравнению с аналогами является то, что оно позволяет при отпуске заданной на пульте дозы прерывать и возобновлять его потребителем без сброса показаний отсчетного устройства.
При падении напряжения транзисторный ключ блока питания 3 вырабатывает сигнал POWER поступающий на плату логики 1, который через входной интерфейс 14: попадает на вход INT МП 5. вызывая подпрограмму, которая устанавливает на портах Р1 и Р2 МП 5 1, закрывает ключи на платах индикаторов 17, выключает двигатель, устанавливает регистры блока 10 в высокоомное состояние; проходит через цепочку триггеров Шмитта блока 16, сигнал с выхода которой запрещает выбор ОЗУ 8; попадает на базу транзистора блока 16, который вместе с конденсатором Формирует сигнал сброса МП 5 RST при кратковременном отключении напряжения
jrV VeC/f- t
- питания.
Конструкция отсчетного устройства предусматривает защиту от сбоев программы. Периодически на последовательно соединенные счетчики блока 16 от МП 5 через блок регистров 10 подается сигнал, сбрасывающий их в исходное состояние. Если в результате сбоя сигнал сброса не поступает на вход R счетчиков, то с выхода 8 последнего счетчика на вход одновибратора блока 16 поступает сигнал. Формирующий на выходе одновибратора  сигнал сброса МП 5 RST.
Создан промышленный образец данного отсчетного устройства, прошедший приемочные испытания. Предусмотрена программа выпуска отсчетного устройства на 1994 г. - 50 шт., на 1995 г. - 500 шт.
-tfe-V Источники информации: 1. колонки I КЕД-50-0.5-1 ТУ 112.016.-84 Нара-23. Техническое описание и инструкция по эксплуатации АЗТ 2.833.010.00 ТО; 2. Устройство электронно-механическое отсчетное Электроника ЭЦТ-1/5. Паспорт АЗТ 2.045.000 ПС; 3. Устройство электронно-механическое отсчетное Электроника ЭЦТ-1/13. Паспорт АЗТ 2.045.003 ПС.