Функциональный блок защиты по аналоговому каналу

Функциональный блок защиты от обрыва, выброса или провала сигнала приведен на рисунке 88.

Рисунок 88 Блок защиты от обрыва, выброса или провала сигнала

Описание входов и выходов блока:

FUNCTION_BLOCK A_Check

VAR_INPUT

On: BOOL; (*Вход включения/отключения проверки на достоверность*)

X: REAL; (*Входной аналоговый сигнал*)

Xmin:REAL; (*Нижняя граница для определения обрыва сигнала*)

A: REAL; (*Максимальная скорость сигнала*)

T: TIME; (*Интервал времени для измерения скорости*)

END_VAR

VAR_OUTPUT

Error: BOOL; (*флаг ошибки*)

X1: REAL; (*выходной сигнал*)

END_VAR

Реализация блока на языке CFCприведена на рисунке 89.

Рисунок 89 Реализация блока защиты от обрыва, выброса или провала сигнала

Описание работы блока.

Для реализации защиты от обрыва входной аналоговый сигнал X сравнивается с нижней границей определения обрыва сигнала Xmin в блоке GT(0). Если X меньше Xmin, то на выходе блока GT(0) формируется логический ноль, который инвертируется в единицу и через блок OR(1) поступает на вход RESET1 триггера RS(1). Выход триггера RS(1) Q1 устанавливается в нулевое состояние, которое инвертируется и выдаётся с блока в виде сигнала ошибки Error. Т.е. если X меньше Xmin, то на выходе блока устанавливается единица – сигнал обрыва сигнала.

Если X больше, то на выходе блока GT(0) формируется логическая единица, которая инвертируется и через блок OR(1) подаётся на сброс RESET1 триггера RS(6) и триггер RS(6) переходит в режим ожидания сигнала.

В тоже время логическая единица с блока GT(0) поступает на вход одновибратора TON(5) IN и через время T/2 на выходе одновибратора формируется логическая единица. Далее сигнал с одновибратора поступает на вход SET триггера RS(5), тем самым устанавливая выход триггера в логическую единицу, которая инвертируется и сбрасывает сигнал ошибки, если в этот момент на входе триггера RS(5) RESET1 нет логической единицы. Таким образом, в блоке реализована защита от обрыва сигнала.

Для определения провала или выброса сигнала необходимо измерить модуль скорости изменения входного сигнала за время T и сравнить его с максимальным значением скорости. Для измерения модуля скорости сигнала за время T реализован специальный функциональный блок ABS_Speed(3), подробное описание которого приведено в следующем подразделе.

Модуль скорости сигнала сравнивается в блоке GT(4) с максимальной скоростью сигнала A. Если модуль меньше, то нулевой сигнал с блока GT(4) через блок OR(1) поступит на вход RESET1 триггера RS(5) и триггер перейдет в режим ожидания сигнала на входы. И если в этот момент сигнал будет находиться выше нижней границы определения обрыва, то сигнал ошибки будет равен логическому нулю. Если модуль скорости больше, то логическая единица с блока GT(4) через блок OR(1) поступит на вход RESET1 триггера RS(5) и выход Q триггера установится в нулевое состояние. А сигнал ошибки станет равным единицы.

Таким образом, реализована защита от провала и выброса аналогового сигнала.

Для того чтобы неисправный сигнал не прошёл на следующие функциональные блоки технологической сигнализации в схему включен блок SEL(8). Это блок множественного выбора, если на его вход подан логический ноль, то на выход X1 запишется сигнал с первого входа, иначе сигнал со второго входа. Сигнал проверки формируется с помощью блока OR(7), на который поступает сигнал ошибки Error и инверсный входной сигнал разрешения проверки. Если обнаружен сбой или отказ, т.е. выявлен обрыв, провал или выброс, то сигнал X1 изменяться не будет и его значение останется постоянным до тех пор, пока сбой или отказ в канале не устранится. В нормальном режиме выходной сигнал X1 отслеживает входной сигнал X с небольшой задержкой. Если отключить проверку сигнала – на вход On подать ноль, то блок SEL(8) просто будет повторять сигнал с входа X на выход X1.

Графическая иллюстрация блока защиты от обрыва, выброса или провала сигнала показана на рисунке 90.

Рисунок 90 Графическая иллюстрация блока защиты от обрыва, выброса или провала сигнала

На графике видно, что если входной сигнал станет меньше нуля АЦП, то сработает сигнализация: появится сигнал обрыва сигнала Error. Как только сигнал X станет больше нуля АЦП, сигнализация пропадёт, а выходной сигнал X1 продолжит повторять входной сигнал X.