Цифровая сейсмическая станция sdas


ГЛАВА  3. Устройство цифровой сейсмической станции



страница3/22
Дата22.06.2019
Размер1.56 Mb.
ТипИнструкция по эксплуатации
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   22

ГЛАВА  3. Устройство цифровой сейсмической
станции

3.1. Органы управления и разъемы цифровой сейсмической станции


Цифровая сейсмическая станция может быть выполнена в 2-х вариантах: мобильном и стационарном. Стационарная станция представляет собой металлический контейнер, обеспечивающий IP66 степень защиты от окружающих воздействий (пылевлагозащищенный). Рабочее положение – произвольное, возможно крепление на стену с помощью специальных кронштейнов. Внутри контейнера находится металлическая рама, на которой закреплены все электронные блоки и платы. Внешний вид блока показан на рис. 1.



Рис. 1. Внешний вид блока сбора информации

Питание сейсмической станции, осуществляется постоянным напряжением от 10 до 18 В; напряжение на станцию подается через разъем «POW», находящийся на разъемной панели (см. рис. 2.). Там же находятся разъемы подключения сейсмометров, обозначенные «Z  N  E» и разъем подключения системы точного времени, обозначенный «TIME».





Рис. 2. Панель внешних разъемов

Контакты разъемов сейсмометров:

1. Вход + 4. Свободный 7. Свободный

2. Вход – 5. Свободный

3. Сигнальная земля 6. Общий

Контакты разъема питания:

1. «+12В» 2. «–12В» 3. Корпус

Контакты разъема TIME (GPS):

1. RD + (чтение данных) 4. RD – 7. «+12В»

2. TD – (передача данных) 5. 1 секунда

3. TD + 6. Земля

Все остальные органы управления станцией и разъемы, находятся под верхней крышкой, открываемой ключом. Расположение переключателей и разъемов на передней панели станции показано на рис. 3.





Рис. 3. Расположение переключателей и разъемов на передней панели станции

3.1.1.Описание переключателей и разъемов на передней панели станции


 LCD панель предназначена для индикации режимов работы и вывода информационных сообщений (подробно описано в соответствующем разделе).

 Светодиоды:



«1s» – индицирует сигнал привязки «секундный импульс» от приемника;

«WD» – индикатор «сторожевого таймера» (нормальный режим работы – мигание примерно один раз в секунду, если мигание отсутствует в режиме сбора информации, то произошел сбой системы и через 2–3 мин произойдет РЕСТАРТ;

«HD» – индикатор обращения к винчестеру.

Внимание!

При свечении светодиода «HD» категорически запрещается нажимать кнопку «Reset» и выключать питание станции!!!

 Кнопки:



«Choice» – выбор режимов работы станции (подробнее в соответствующем разделе);

«Enter» – ввод выбранного режима или команды (подробнее в соответствующем разделе);

«Esc» – отказ от режима или перемещение по меню вверх (подробнее в соответствующем разделе);

«Reset» – кнопка электрического сброса процессора станции.

 Переключатели:



«Copy» – в данной версии не используется;

«Service» – перевод станции в сервисный режим с возможностью управления от внешнего компьютера;

«Power» – включение и выключение станции.

3.1.2. Состав мобильной станции


Структурная схема блока сбора информации представлена на рис. 4.



Рис. 4. Структурная схема мобильной станции

Центральное процессорное устройство ЦПУ реализовано на базе одноплатной РС совместимой материнской платы 386DX40 (или выше) со слотами ISA-шины. В слотах шины размещены:

 карта связи ЛВС (Ethernet);

 интерфейс ввода с АЦП и калибровки;

 синхронизатор;

 плата восстановления CMOS;

 универсальная I/O карта (при необходимости).

Эти платы находятся в первом (системном) контейнере. С внешней стороны системного контейнера размещаются блок питания. Блок питания-преобразователь работающий от напряжения 10–36 В. Основные связи плат и блоков между собой представлены стрелками на структурной схеме.

Входные аналоговые платы каналов и АЦП размещены во втором (аналоговом) контейнере.

На внутренней монтажной панели, установлена панель индикации и управления и винчестер. Взаимодействие плат и блоков между собой представлены стрелками на структурной схеме. Схема соединения основных частей цифровой станции представлена на рис. 16.

Далее приводятся описания составных частей блока сбора информации, не являющихся стандартными изделиями.


3.1.3. Аналоговая плата


Структурная схема аналоговой платы представлена на рис. 5.

Входной сигнал поступает на вход буферного дифференциального усилителя, который обеспечивает предварительное масштабирование входного сигнала. Входы буферного усилителя имеют защитные цепи от грозовых электромагнитных наводок. Расположение и подключение сейсмических компонент показано на рис. 6.





Рис. 5. Структурная схема аналоговой платы



Рис. 6. Расположение и подключение сейсмических компонент,
переключатель коэффициентов усиления масштабного усилителя

Коэффициент усиления задается перемычками на плате. Ряд коэффициентов усиления – 1, 8, 40, 200.



Таблица 1

Положение переключателей коэффициентов усиления представлено в таблице

Усиление

Переключатель

S1

Переключатель

S2

Переключатель

S3

1

разомкнут

разомкнут

разомкнут

200

замкнут

разомкнут

разомкнут

40

разомкнут

замкнут

разомкнут

8

разомкнут

разомкнут

замкнут

Далее входной сигнал фильтруется фильтром нижних частот Баттерворта пятого порядка с частотой среза 30 Гц и усиливается масштабным усилителем («точно»). Масштабированный сигнал поступает на плату аналогового мультиплексора. На плате размещены регистры установки усиления. Установка уровня усиления каналов «точно» осуществляется через параллельный порт последовательным кодом, в регистры хранения усиления от 1 до 256 с шагом 2 (по 6 дБ). На аналоговой плате размещаются три идентичных канала данных Z, N-S, E-W.

Управление усилениями и подача напряжения питания на аналоговую плату производится через плату мультиплексора и АЦП. Выходные разъемы аналоговой платы представлены на рис. 7.

(Платы дополнительных каналов АХ отличаются от каналов ВВ и HF отсутствием выхода с фиксированным усилением 1. В каналах АХ входной сигнал фильтруется фильтром нижних частот Баттерворта второго порядка с частотой среза 1 Гц.)



Рис. 7. Выходные разъемы аналоговой платы

3.1.4. Мультиплексор


Мультиплексор предназначен для коммутации сигналов с различных каналов для подачи их на АЦП. Структурная схема мультиплексора представлена на рис. 8.



Рис. 8. Блок-схема мультиплексора

Сигналы с аналоговой платы поступают на электронные ключи, обеспечивающие подключение соответствующего канала к АЦП через скоростной буферный усилитель. Время выборки и измерения канала составляет около 64 мкс. Синхросигналы поступают с платы ввода информации.

Также на плате мультиплексора размещены регистры установки усиления. Занесение кода в них осуществляется с платы управления и индикации.

3.1.5.Синхронизатор


Структурная схема синхронизатора представлена на рис. 9.

Плата синхронизатора выполнена в стандартном конструктиве совместимом с компьютерами типа IBM PC/AT с шиной ISA и предназначена для установки в один и слотов системной платы.





Рис. 9. Структурная схема синхронизатора

Преобразователи интерфейса RS422 в RS232 служат для электрического согласования приемника сигналов точного времени (GPS) и последовательного порта ввода/вывода данных COM2. Схема рестарта станции выполнена на микросхемах. WD управляется сигналом RTS, поступающим с порта COM2. Если в работе станции произошел сбой, то схема WD выдаст сигнал RESET через контакты реле Р1 и разъем на системную плату компьютера и таким образом перезапустит работу блока сбора сейсмической информации.

Генератор работает на частоте 4 МГц, которая стабилизирована кварцевым резонатором BQ1. Цифровая автоподстройка частоты (PLL) обеспечивает привязку частоты синхроимпульсов к образцовому сигналу 1 Гц. Образцовый сигнал частотой 1 Гц поступает на плату синхронизатора с приемника точного времени. Внешний вид платы синхронизатора представлен на рис. 10.



Рис. 10. Внешний вид платы синхронизатора

3.1.6.Интерфейс АЦП


Структурная схема платы интерфейса АЦП представлена на рис. 11.



Рис. 11. Структурная схема платы интерфейса АЦП

С платы АЦП цифровой сигнал поступает в виде последовательного кода на плату интерфейса АЦП (IADC), которая осуществляет преобразование его в параллельный вид. На плате интерфейса АЦП расположен цифро-аналоговой преобразователь (DAC), обеспечивающий выдачу сигналов калибровки в сейсмометры. Калибровочный сигнал подается в сейсмометр через буферный усилитель и реле, контакты которого управляются программно. Калибровочные сигналы выдаются на один из каналов BB или SP. Внешний вид платы интерфейса АЦП представлен на рис. 12.





Рис. 12. Внешний вид платы интерфейса АЦП

3.1.7. АЦП


Сигнал с аналоговой платы через высокоскоростной буферный усилитель поступает на 16-разрядный АЦП, обеспечивающий высококачественное преобразование аналогового сигнала в цифровой. АЦП расположен на плате мультиплексора, а регистры на плате ввода сигналов АЦП. Внешний вид платы АЦП представлен на рис. 13.



Рис. 13. Внешний вид платы управления АЦП

3.1.8.Интерфейс индикации и управления


Плата интерфейса «Интерфейса индикации и управления (ILCD)» содержит следующие устройства:

1. Порт вывода информации на LCD дисплей, который подключается шлейфом к разъему платы Х2. Рядом с разъемом Х2 расположен регулировочный резистор R1, который позволяет изменять контрастность LCD дисплея.

2. Порт для программирования коэффициентов усиления каналов точного усиления аналоговых плат (разъем Х3).

3. Порт ввода информации от кнопок и выключателей панели управления (разъем Х4).

4. Модуль сохранения информации в CMOS (требуется для некоторых типов системных плат и может не устанавливаться в конкретной системе) представлен постоянным запоминающим устройством (ROM) . В ROM находится программный модуль, запускающийся при каждом рестарте и проверяющий правильность информации в CMOS памяти системной платы. В случае несоответствия информации, содержащейся в CMOS, и информации, содержащейся в ROM, осуществляется коррекция данных в CMOS.

Внимание! ROM CMOS имеет адрес, пересекающийся с адресом любого видео адаптера (кроме CGA), поэтому при установке в систему видеоадаптера возможно электрическое разрушение одной из плат (ILCD или видео адаптера).

Для предотвращения этой ситуации, при необходимости установить видеоадаптер в систему, необходимо удалить перемычку на плате ILCD.

5. Модуль задания разных режимов загрузки программного обеспечения представлен переключателями SW1.





Рис. 14. Плата индикации и управления (ILCD):
X2 – разъем подключения LCD дисплея; Х3 – разъем установки усиления; Х4 – разъем переклю-чателей и кнопок; R1 – регулировка контрастности; SW1 – переключатель задания режимов

3.1.9.Панель индикации и управления


Панель индикации, обеспечивает управление и оперативный контроль над работой станции. Она может размещаться над системным отсеком или сбоку от аналогового, в зависимости от конфигурации станции.



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   22


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница