RU17648U1

RU17648U1 - GAS-ANALYTICAL CONTROL SYSTEM

Info

Publication number: RU17648U1
Application number: RU2000132944/20U
Authority: RU
Inventors: Б.А. Болодурин; А.А. Михайлов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "ИНКРАМ"
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2001-04-10

Description

Контрольно-управляющая газоаналитическая системаControl and gas analysis system

Полезная модель относится к области аналитического приборостроения, к средствам дистанционного контроля и сигнализации.The utility model relates to the field of analytical instrumentation, to remote monitoring and signaling.

Известна контрольно-управляющая газоаналитическая система, включающая центральный блок сигнализации и управления, выполненный в виде соединенных общей шиной интерфейсом и линией питания, по меньшей мере, одного контроллера с оперативным и постоянным запоминающими устройствами, средств индикации, сигнализации и управления и блока питания, периферийный модуль с группой защищенных по искробезопасности измерительных входов датчиков, включающий мультиплексор с группой измерительных датчиков на его входе, периферийные модули связи, выполненные в виде микропроцессора с блоками оперативной памяти,Known control and gas analysis system, including a central alarm and control unit, made in the form of connected by a common bus interface and power line, at least one controller with operational and read-only memory devices, indicators, alarm and control and power supply, peripheral module with a group of intrinsically safe measuring inputs of sensors, including a multiplexer with a group of measuring sensors at its input, peripheral communication modules, flax in the form of a microprocessor with RAM blocks,

интерфейсом и с возможностью соединения с мультиплексором, выносные блоки управления, имеющие интерфейс, контроллер, блоки реле и возможность управляемого соединения с внешними исполнительными устройствами, тестовый дисплей с устройством ввода-вывода, выполненный с возможностью функциональной связи с локальной технологической сетью, образованной общей шиной, интерфейсным кабелем и кабелем питания и функционально связанной с упомянутыми центральным блоком сигнализации и управления, мультиплексором, периферийными модулями связи и выносными блоками управления. RU, №2147145, G 08 В 25/00, 2000г.interface and with the ability to connect to the multiplexer, remote control units having an interface, controller, relay blocks and the possibility of controlled connection with external actuators, a test display with an input-output device, made with the possibility of functional communication with a local technological network formed by a common bus, interface cable and power cable and functionally connected with the aforementioned central signaling and control unit, multiplexer, peripheral communication modules and HOCH control units. RU, No. 2147145, G 08 B 25/00, 2000

Недостатком известной системы является сложность изменения программных установок при изменении параметров контролируемой среды и значительный обьемA disadvantage of the known system is the difficulty of changing software settings when changing the parameters of the controlled environment and a significant amount

кабельных прокладок между местами размещения объектов контроля и средств отображения данных контроля.cable laying between the locations of control objects and means of displaying control data.

Техническим результатом, который обеспечивает заявляемая полезная модель является оптимизация кабельных прокладок при уменьшении их оптического сопротивления и обеспечения программируемой адаптации системы к условиям применения в различных контролируемых средах.The technical result that the claimed utility model provides is the optimization of cable laying while reducing their optical resistance and providing programmable adaptation of the system to the conditions of use in various controlled environments.

Указанный технический результат достигается контрольно-управляющей газоаналитической системой, включающей центральный блок сигнализации и управления, выполненный в виде соединенных общей шиной, интерфейсом и линией питания, по меньшей мере, одного контроллера с оперативным и постоянным запоминающим устройствами, средств индикации, сигнализации и управления и блока питания, периферийный модуль с группой защищенных по искробезопасности измерительных входов датчиков, включающий мультиплексор с группой измерительных датчиков на его входе, периферийные модули связи, выполненные в виде микропроцессора с блоками оперативной памяти, интерфейсом и с возможностью соединения с мультиплексором, выносные блоки управления , имеющие интерфейс, контроллер, блоки реле и возможность управляемого соединения с внешними исполнительными устройствами, тестовый дисплей с устройством вводавывода, выполненный с возможностью функциональной связи с локальной технологической сетью, образованной общей шиной, интерфейсным кабелем и кабелем питания и функционально связанной с упомянутыми центральным блоком сигнализации и управления, мультиплексором, периферийными модулями связи и выносными блоками управления за счет того, что локальная технологическая сеть выполнена многоузловой с последовательным и параллельным интерфейсом подключения периферийных модулей связи и параллельным подключениемThe specified technical result is achieved by a control and gas analysis system, including a central signaling and control unit, made in the form of at least one controller connected with a common bus, interface and power line with operational and read-only memory devices, indicators, signaling and control devices and a unit power supply, a peripheral module with a group of intrinsically safe protected measuring inputs of sensors, including a multiplexer with a group of measuring sensors on it in the course, peripheral communication modules made in the form of a microprocessor with RAM blocks, an interface and with the ability to connect to a multiplexer, remote control units having an interface, controller, relay blocks and the possibility of controlled connection with external actuators, a test display with an input-output device, made with the possibility of functional communication with a local technological network formed by a common bus, an interface cable and a power cable and functionally connected with the aforementioned central alarm and control unit, a multiplexer, peripherals and external communication control units due to the fact that the local multi-technology network formed with serial and parallel communication interface connecting peripheral modules, and a parallel connection

измерительных датчиков к периферийным модулям связи, при этом мультиплексоры размещены на каждом периферийном модуле связи, а каждый периферийный модуль связи выполнен с возможностью перепрограммирования типа и диапазона каждого подключенного к нему измерительного датчика, осреднения показаний измерительных датчиков по времени накопления информации о работе измерительных датчиков и передачи ее по команде центрального блока управления и сигнализации.measuring sensors to peripheral communication modules, while multiplexers are located on each peripheral communication module, and each peripheral communication module is capable of reprogramming the type and range of each measuring sensor connected to it, averaging the readings of measuring sensors over the time of accumulation of information about the operation of measuring sensors and transmission her at the command of the central control and alarm unit.

А также за счет того, что периферийные модули связи и выносные блоки управления выполнены с возможностью подключения тестового дисплея, при этом тестовый дисплей выполнен с возможностью внешнего размещения на любом упомянутом модуле или блоке управления.And also due to the fact that the peripheral communication modules and remote control units are configured to connect a test display, while the test display is made with the possibility of external placement on any of the mentioned module or control unit.

А также за счет того, что центральный блок сигнализации и управления выполнен с возможностью отображения результата осреднения данных по группе измерительных датчиков.And also due to the fact that the central signaling and control unit is configured to display the result of averaging data over a group of measuring sensors.

А также за счет того, что она снабжена блоками реле управления, внещними исполнительными устройствами, установленными в центральном блоке управления и сигнализации и функционально соединенными с его общей шиной, интерфейсом и блоком питания.And also due to the fact that it is equipped with control relay blocks, external actuators installed in the central control and alarm unit and functionally connected to its common bus, interface and power supply.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где: на фиг. 1 - показана функциональная блок-схема системы; на фиг. 2 - блок-схема с внешним блоком питания; на фиг. 3 - функциональная блок-схема периферийного модуля связи; на фиг. 4 - функциональная блок-схема выносного блока управления внешними исполнительными устройствами.The essence of the claimed utility model is illustrated by drawings, where: in FIG. 1 - shows a functional block diagram of the system; in FIG. 2 is a block diagram with an external power supply; in FIG. 3 is a functional block diagram of a peripheral communication module; in FIG. 4 is a functional block diagram of a remote control unit for external actuators.

Контрольно-управляющая газоаналитическая система содержит центральный блок 1 сигнализации и управления (далее по тексту БСУ), выполненный в видеControl and gas analysis system contains a Central unit 1 alarm and control (hereinafter referred to as BSU), made in the form

функционально связанных, по меньшей мере, одного контролера 2, средства 3 индикации и сигнализации с цифровым дисплеем 4 со встроенным контроллером светодиодов, кнопок и ключей (на черт, не показана) и блока 5 питания.functionally connected, at least one controller 2, means 3 of indication and alarm with a digital display 4 with an integrated controller of LEDs, buttons and keys (to hell, not shown) and power supply 5.

Функциональная связь в БСУ 1 в соответствии с уровнями модели взаимодействия обеспечена общей шиной 6, интерфейсом 7 (например, RS 485) и линией питания 8.Functional communication in BSU 1 in accordance with the levels of the interaction model is provided by a common bus 6, interface 7 (for example, RS 485) and power line 8.

Контроллер 2 (например, Decont-182) является центральным и имеет оперативное и постоянное запоминающее устройство (на черт, не показаны).Controller 2 (for example, Decont-182) is central and has a random access memory (not shown).

БСУ 1 может быть выполнен с блоками 9 реле управления внешними исполнительными устройствами (например, вентиляторы, сигнализаторы, пускатели, промежуточные реле и т.п.), и со связью для соединения с внешними компьютером через специальный разъем (на черт, не показан).BSU 1 can be performed with blocks 9 of the relay control external actuators (for example, fans, signaling devices, starters, intermediate relays, etc.), and with communication for connecting to external computers through a special connector (to hell, not shown).

В составе системы предусмотрены группы измерительных датчиков 10 для контроля различных газов, например, электрохимическим или термохимическим методами измерения, которые в свою очередь соединены кабелями 11 с периферийными модулями 12 связи (далее по тексту ПМ). В качестве кабеля 11 может быть применен 2-х или 3-х жильный кабель любого типа с общим экраном.The system includes groups of measuring sensors 10 for monitoring various gases, for example, by electrochemical or thermochemical measurement methods, which in turn are connected by cables 11 to peripheral communication modules 12 (hereinafter referred to as PM). As cable 11, a 2-wire or 3-wire cable of any type with a common screen can be used.

ПМ 12 выполнены в виде микропроцессора 13 с блоком 14 оперативной и постоянной памяти, который на входе соединен с выходом мультиплексора 15, а на выходе подключен к интерфейсу 16 (например, RS 485) для функциональной связи с локальной технологической сетью 17 и к интерфейсу 18 (например, 12С), для подключения внешнего тестового дисплея 19, имеющего автономное устройство ввода-вывода (например, клавиатура) и возможность функциональной связи с локальной технологической сетью 17.PM 12 is made in the form of a microprocessor 13 with a RAM and read-only memory block 14, which is connected at the input to the output of the multiplexer 15 and connected to the interface 16 (for example, RS 485) for functional communication with the local technological network 17 and to the interface 18 ( for example, 12C), for connecting an external test display 19 having an autonomous input-output device (for example, a keyboard) and the possibility of functional communication with a local technological network 17.

420C(420C (

Мультиплексор 15 размещен в каждом ПМ 12, а его входы через преобразователи 20 напряжение-частота и разделительные трансформаторы 21 соединены с соответствующей данному ПМ группой измерительных датчиков 10.A multiplexer 15 is located in each PM 12, and its inputs through voltage-frequency converters 20 and isolation transformers 21 are connected to the corresponding group of measuring sensors 10 for this PM.

Для управления исполнительными устройствами, находящимися на значительном удалении, в системе предусмотрены выносные блоки 22 управления внешними исполнительными устройствами (далее по тексту ВБУ), выполненные в виде блока реле 23, которые через блок 24 электронных ключей, являющийся управляемым соединением управляются контроллером 25, имеющим внешнее оперативное и постоянное запоминающее устройство 26, и функциональную, в соответствии с уровнями модели взаимодействия, связь с локальной технологической сетью 17 через интерфейс 27 (например, RS 485) и блок питания 28.To control actuators located at a considerable distance, the system provides remote control units 22 for controlling external actuators (hereinafter referred to as VBU), made in the form of a relay unit 23, which, through the electronic key unit 24, which is a controlled connection, are controlled by an external controller 25 operational and read-only memory 26, and functional, in accordance with the levels of the interaction model, communication with the local technological network 17 via interface 27 (for example, RS 485) and power supply 28.

Для подключения внешнего тестового дисплея 19 к ВБУ предусмотрены интерфейс 29 (например, 12С). Все компоненты системы соединены локальной технологической сетью 17, образованной общей шиной 30, интерфейсным кабелем 31 (например, типа витая пара Level 5) и кабелем 32 питания.To connect an external test display 19 to the VBU interface 29 is provided (for example, 12C). All components of the system are connected by a local technological network 17 formed by a common bus 30, an interface cable 31 (for example, a Level 5 twisted pair cable) and a power cable 32.

Локальная технологическая сеть 17 выполнена (например, типа SYBYS) многоузловой с последовательным и параллельным интерфейсом подключения ПМ12 и параллельным подключением к IIM12 измерительных датчиков 10. Локальная технологическая сеть устанавливает единую скорость обмена и обеспечения взаимодействия на уровнях физическом, канальном, представления и прикладном. Как вариант, локальная технологическая сеть может включать внешний блок 33 питания, что особенно эффективно на большом удалении ПМ от БСУ.The local technological network 17 is made (for example, of the SYBYS type) multi-node with a serial and parallel PM12 connection interface and parallel connection of measuring sensors 10 to the IIM12. The local technological network establishes a uniform exchange rate and ensures interaction at the physical, channel, presentation, and application levels. Alternatively, the local technological network may include an external power supply unit 33, which is especially effective at a large distance of the PM from the BSU.

Программное обеспечение системы обеспечивает на каждом ПМ12 возможность перепрограммирования типа и диапазона каждого подключенного к нему датчика 10, программное осреднение показаний измерительных датчиков 10 по времениThe system software provides on each PM12 the possibility of reprogramming the type and range of each sensor 10 connected to it, software averaging the readings of measuring sensors 10 over time

2(2 (

(заданному интервалу) и передачу ее по команде центрального блока 1 сигнализацни и(given interval) and its transmission at the command of the central unit 1

управления.management.

Программное обеспечение системы на каждом ВБУ 22 обеспечивает управление исполнительными устройствами по командам БСУ1 при превышении показаний датчиков более установленных значений, установку с БСУ1 одного или нескольких реле 23 во включенном (выключенном) состоянии, которые при отключении питания БСУ1 обеспечат обратным действием передачу соответствующей команды на исполнительные устройства (например, вентиляторы).The system software on each VBU 22 provides control of executive devices according to BSU1 commands when the sensor readings exceed the set values, installation of one or more relays 23 from BSU1 in the on (off) state, which, when the BSU1 is switched off, will provide a reverse action for transmitting the corresponding command to the executive devices (e.g. fans).

При этом при выходе из строя центрального контроллера 2 БСУ1 все реле остаются в том состоянии, в котором они находились до момента выхода из строя. После восстановления работоспособности контроллера 2 производится автоматическая проверка состояния контактных групп всех реле, по результатам которой они приводятся в соответствии с установленной программой.In this case, when the central controller 2 BSU1 fails, all the relays remain in the state in which they were before the failure. After the controller 2 is restored to operability, the state of contact groups of all relays is automatically checked, according to the results of which they are given in accordance with the installed program.

Программное обеспечение системы, как драйвер центрального контроллера 2 БСУ1 обеспечивает учет его конкретной конфигурации, запрос и задание данных, протоколирование, установку диапазона и типа измерения по каждому измерительному датчику уровня сигнализируемых концентраций и возможность отображения результатов осреднения данных по группе измерительных датчиков 10 (например, для объективной оценки концентрации газа в заданном объеме), получение данных о состоянии реле встроенных блока 9 и реле в ВБУ 22 (замкнуто-разомкнуто), выдачу команд на срабатывание реле, включение средств 3 индикации и сигнализации на БСУ 1, а также мониторинг работоспособности ПМ12, измерительных датчиков 10 и ВБУ22, расположенных в контролируемых зонах.The software of the system, as the driver of the central controller 2 of BSU1, takes into account its specific configuration, requests and sets data, logs, sets the range and type of measurement for each measuring sensor of the level of signaling concentrations and the ability to display the results of averaging data for a group of measuring sensors 10 (for example, for objective assessment of gas concentration in a given volume), obtaining data on the state of the relay of the integrated unit 9 and the relay in the VBU 22 (closed-open), issuing a command to actuate the relay, switch means 3 indicating and signaling on the coupling 1, as well as monitoring PM12 efficiency, the measurement sensors 10 and VBU22 disposed in controlled areas.

В реальных условиях к БСУ1 может подключаться от 1 до 4 независимых параллельных линий (шлейфов), а к каждому ПМ до восьми измерительных датчиков.In real conditions, from 1 to 4 independent parallel lines (loops) can be connected to BSU1, and up to eight measuring sensors to each PM.

По линии 8 подается питание от встроенного в БСУ 1 блока питания 5 к ПМ12, к ВБУ22 и к измерительным датчикам 10.Line 8 supplies power from the power supply unit 5 built into BSU 1 to PM12, to VBU22, and to measuring sensors 10.

Цифровой сигнал передается на упомянутые компоненты по интерфейсному кабелю 31 через соответствующие интерфейсы на контроллеры и микропроцессоры. Установка ВБУ22 и ПМ12 на контролируемых объектах с подключением их к БСУ последовательными или параллельными шлейфами обеспечивает снижение длины и сечения кабелей от датчиков к БСУ и от внешних исполнительных устройств к ВБУ и, тем самым, позволяет уменьшить объем их прокладок.A digital signal is transmitted to the aforementioned components via an interface cable 31 through the respective interfaces to the controllers and microprocessors. The installation of VBU22 and PM12 at monitored facilities with their connection to the control system in series or parallel loops reduces the length and cross section of the cables from the sensors to the control panel and from external actuators to the control panel and, thus, reduces the volume of their gaskets.

В результате функционирования системы БСУ1 выдает значение концентрации по каждому измерительному датчику 10 или среднее значение концентрации по группе измерительных датчиков 10, сравнивая их с хранящимися в постоянной памяти установленными порогами и при необходимости выдает сигналы на срабатывание реле ВБУ или на реле встроенные в БСУ и сигналы индикации.As a result of the functioning of the system, BSU1 gives the concentration value for each measuring sensor 10 or the average concentration value for the group of measuring sensors 10, comparing them with the thresholds stored in the permanent memory and, if necessary, gives signals for the operation of the WBU relay or the relay built-in BSU and indication signals .

Одновременно протоколируются все случаи отключения питания, неработоспособность ПМ, реле и измерительных датчиков.At the same time, all cases of power failure, the inoperability of the PM, relays and measuring sensors are recorded.

Наличие на БСУ кнопок и ключей блокировки управляющих цепей в сетях позволяет отказаться от установки специализированного электрического шита КИПа.The presence on the BSU of buttons and lock keys for control circuits in the networks allows you to refuse to install a specialized electrical instrumentation panel.

, 7, 7

Claims

1. Control and monitoring gas analysis system, including a central alarm and control unit, made in the form of at least one controller connected with a common bus interface and a power line with operational and read-only memory devices, indicating, alarm and control devices and a power supply unit, peripheral a module with a group of intrinsically safe measuring inputs of sensors, including a multiplexer with a group of measuring sensors at its input, peripheral communication modules made as a microprocessor with RAM blocks, an interface and with the ability to connect with a multiplexer, remote control units having an interface, controller, relay blocks and the ability to control connections with external actuators, a test display with an input-output device, made with the possibility of functional communication with the local a technological network formed by a common bus, an interface cable and a power cable and functionally connected to the said central signaling and control unit I, a multiplexer, peripheral communication modules and remote control units, characterized in that the local technological network is multisite with a serial and parallel interface for connecting peripheral communication modules and parallel connection of measuring sensors to peripheral communication modules, with multiplexers placed on each peripheral communication module, and each peripheral communication module is configured to reprogram the type and range of each measurement connected to it about the sensor, averaging the readings of the measuring sensors over the time of accumulating information about the operation of the measuring sensors and transmitting it at the command of the central control and signaling unit.

2. The system according to claim 1, characterized in that the peripheral communication modules and remote control units are configured to connect a test display, while the test display is configured to be externally located on any of the mentioned module or control unit.

3. The system according to one of claims 1 and 2, characterized in that the central signaling and control unit is configured to display the result of averaging data over a group of measuring sensors.

4. The system according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is equipped with control relay blocks, external actuators installed in the central control and alarm unit and functionally connected to its common bus, interface and power supply.

5. The system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the peripheral modules and external control units are connected to the central signaling and control unit of parallel and serial loops.