SAI – Zabezpečený analogový vstup

Symbol blokuPotřebná licence: ADVANCED
PIC

Popis funkce
Blok SAI testuje vstupní signál u s cílem rozpoznání jeho platnosti. Vstupní signál u se považuje za neplatný (výstup E= on) v následujících případech:

F1: Hardwarová chyba.
Vstupní signál HWF = on.
F2: Vstupní signál u se mění příliš málo.
Posledních nc vzorků vstupu u leží v intervalu délky du,
du = vmaxvmin 2nbits , pro nbits {8,9,...,16} 0, pro nbits{8,9,...,16},

kde vmin a vmax jsou po řadě dolní a horní mez vstupu u a nbits je počet bitů příslušného A/D převodníku. Situace, kdy je splněna podmínka příliš malé změny u, je zobrazena na následujícím obrázku:

PIC

Jestliže je nastaveno nc = 0, potom podmínka F2 není splněna nikdy.

F3: Vstupní signál u se mění příliš rychle.
Posledních nr vzorků vstupu u filtrovaného filtrem SPIKE neleží v intervalu délky rate,
rate = pratevmaxvmin 100 ,

kde prate vyjadřuje dovolenou procentuální změnu signálu u z celkového rozsahu během nr vzorků. V bloku je zařazený SPIKE filtr s pevnými parametry mingap = (vmaxvmin)100 a q = 2 odstraňující ze signálu úzké špičky, které by mohly způsobovat nežádoucí splnění této podmínky (blíže viz popis bloku SPIKE). Situace, kdy je splněna podmínka příliš rychlé změny, je zobrazena na následujícím obrázku:

PIC

Jestliže je nastaveno nr = 0, potom podmínka F3 není splněna nikdy.

F4: Vstupní signál u je mimo rozsah.
Posledních nv vzorků vstupu u leží mimo přípustný interval vmin,vmax. Jestliže je nastaveno nv = 0, potom podmínka F4 není splněna nikdy.

Je-li signál u platný, potom je beze změny kopírován na výstup y. V opačném případě je do výstupu y dosazena náhradní hodnota ze vstupu sv. V tomto případě má výstup E hodnotu on a výstup iE udává kód rozpoznané chyby vstupu u (viz tabulka níže). Vstup R resetuje vnitřní příznaky chyb F1F4. Je-li trvale R= on, potom v případě rozpoznání neplatnosti vstupu u je výstup E nahozen pouze po dobu jednoho cyklu. Naproti tomu při R = off je E = on až do následného resetování (náběžná hrana Roff on).

Tabulka kódů chyb iE podle vnitřních příznaků F1F4:






F1 F2 F3 F4 iE





0 0 0 0 0
0 0 0 1 1
0 0 1 0 2
0 0 1 1 3
0 1 0 0 4
0 1 0 1 5
0 1 1 0 6
0 1 1 1 7
1 * * * 8





Parametr nb určuje počet vzorků po restartu, kdy je potlačeno rozpoznávání platnosti signálu u. Doporučuje se volit nb 5 z důvodu odeznění počátečních podmínek SPIKE filtru.

Vstupy

u

Analogový vstupní signál

double

sv

Náhradní hodnota při neplatném signálu u

double

HWF

Příznak hardwarové chyby

bool

off ..

vstupní modul signálu pracuje normálně

on ...

došlo k hardwarové chybě vstupního modulu

R

Vynulování vnitřních příznaků chyb F1F4

bool

Výstupy

y

Analogový výstupní signál

double

yf

Výstupní signál y filtrovaný SPIKE algoritmem

double

E

Indikátor neplatnosti výstupního signálu

bool

off ..

výstup je platný

on ...

výstup není platný, y = yf = sv

iE

Důvod neplatnosti signálu

long

0 ....

signál je platný

1 ....

signál mimo rozsah

2 ....

signál se mění příliš málo

3 ....

signál se mění jen málo a je mimo rozsah

4 ....

signál se mění příliš mnoho

5 ....

signál se mění příliš mnoho a je mimo rozsah

6 ....

signál se mění příliš málo a příliš mnoho

7 ....

signál se mění příliš málo a příliš mnoho a je mimo rozsah

8 ....

hardwarová chyba

Parametry

nb

Počet vzorků po restartu, kdy je potlačeno rozpoznávání platnosti signálu u  10

long

nc

Počet vzorků pro testování neměnnosti (podmínka F2)  10

long

nbits

Počet bitů A/D převodníku vstupního modulu  12

long

nr

Počet vzorků pro testování variability (podmínka F3)  10

long

prate

Maximální předpokládaná procentuální změna vstupu u z celkového rozsahu (vmaxvmin) za nr vzorků vstupu u  10.0

double

nv

Počet vzorků pro testování překročení rozsahu (podmínka F4)  1

long

vmin

Spodní omezení na vstupní signál u  -1.0

double

vmax

Horní omezení na vstupní signál u  1.0

double