EA038863B1 - Модуль контроля и управления - Google Patents
Модуль контроля и управления Download PDFInfo
- Publication number
- EA038863B1 EA038863B1 EA201892276A EA201892276A EA038863B1 EA 038863 B1 EA038863 B1 EA 038863B1 EA 201892276 A EA201892276 A EA 201892276A EA 201892276 A EA201892276 A EA 201892276A EA 038863 B1 EA038863 B1 EA 038863B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- control
- input
- output
- signal processing
- processing device
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
- G06F15/16—Combinations of two or more digital computers each having at least an arithmetic unit, a program unit and a register, e.g. for a simultaneous processing of several programs
- G06F15/177—Initialisation or configuration control
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к системам автоматизации контроля и управления, и может быть использовано для управления, отображения данных, обеспечения связи между составными частями системы с возможностью удаленного управления объектом. Модуль контроля и управления содержит микроконтроллер управления 1, устройство обработки биимпульсных сигналов по каналам С1-ФЛ-БИ (далее УБИ) 2, устройство обработки сигналов телеуправления и телесигнализации (далее ТУ-ТС) 3 с абонентских станций (далее УОАС), устройство обработки сигналов по основному цифровому каналу 4 (далее УОЦК), ПЛИС 5, узел канала голосовой служебной связи 6 (далее КСС), устройство преобразования интерфейсов 7 (далее УПИ), узел индикации и звуковой сигнализации 8 (далее УИС) и кнопки управления 9, датчики 10. Обмен командами между всеми составными частями модуля контроля и управления осуществляется по двунаправленной шине управления и контроля в соответствии с протоколом I2C. Техническое решение позволяет расширить функциональные возможности устройства, а также увеличить его надежность и стабильность работы.
Description
Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к системам автоматизации контроля и управления, и может быть использовано для управления, отображения данных, обеспечения связи между составными частями системы с возможностью удаленного управления объектом.
Известен контроллер для управления сложным объектом (см. патент RU 101551, опубл. 20.01.2011, G06F 15/16), содержащий микроконтроллер с ОЗУ, блоки двух последовательных интерфейсов CAN и двух последовательных интерфейсов RS-485, блоки последовательных интерфейсов Ethernet и двух последовательных интерфейсов RS-232, цепи управления, шины данных, блок памяти Compact Flash, энергонезависимые часы реального времени, блок приемопередатчика CAN, блоки каналов ТУ, ТС, сервисный порт RS-232, блок драйвера UART, блок питания, при этом каждый из блоков последовательных интерфейсов CAN и RS-485 содержит узел питания, узел индикации и гальванической развязки и узел сопряжения с интерфейсом. В него дополнительно введены четыре блока последовательных интерфейсов RS-485, блок приемопередатчика UART, блок управления, буфер данных, блок задания сетевого адреса, выходная шина которого соединена с входной шиной блока управления, один вход которого соединен с выходом блока каналов ТС, один из выходов подключен к входу блока каналов ТУ, второй выход соединен с входом буфера данных, первая двунаправленная шина блока управления соединена с микроконтроллером, по параллельной шине данных связанным с буфером данных, вторая двунаправленная шина блока управления подключена к энергонезависимым часам реального времени, третья двунаправленная шина блока управления соединена с сервисным портом RS-232, четвертая двунаправленная шина блока управления подключена к блоку памяти, шина данных которого, шины данных блоков приемопередатчиков CAN и UART и шина данных буфера данных объединены в двунаправленную параллельную шину данных, передачей информации по которой управляет блок управления по цепям управления.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является промышленный контроллер (см. патент RU 149610, опубл. 10.01.2015, G06F 9/00), содержащий корпус, расположенные в корпусе источник питания, однокристальный микроконтроллер со встроенными часами реального времени и ОЗУ, работающими от батареи энергонезависимого питания, FLASH память, интерфейсы Ethernet и(или) CAN для соединения с управляющим компьютером, светодиодные индикаторы, расположенные на передней панели корпуса, клеммы для подсоединения интерфейсов, установленные на верхних и нижних сторонах корпуса. В схему устройства введены термометр, барометр и акселерометр, выполненные в виде отдельных дополнительных микросхем, а также интерфейсы RS-485 для подключения удаленных датчиков и исполнительных устройств, кроме того, схема снабжена двумя разъемами, расположенными с двух боковых сторон корпуса промышленного контроллера, которые служат для подключения модулей расширения ввода-вывода сигналов управляемых объектов, при этом контакты каждого из двух разъемов образуют отдельную внутреннюю межмодульную шину, которая работает в соответствии с протоколом I2C, запроса прерывания и питания, а модули расширения выполнены с использованием БИС расширения для интерфейса I2C.
Недостатки аналога и прототипа заключаются в том, что рассмотренные выше контроллеры не обеспечивают голосовую служебную связь и связь с абонентскими станциями по каналу ТУ-ТС, не осуществляют прием и передачу сигналов ТУ-ТС по основному цифровому каналу и биимпульсным каналам С1-ФЛ-БИ, не обеспечивают установку в ручном режиме рабочих и контрольных режимов по командам оператора, не обеспечивают самодиагностику и самовосстановление работоспособности при сбоях.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение стабильности работы системы, улучшение надежности и расширение функциональных возможностей модуля контроля и управления.
Технический результат достигается за счет того, что модуль контроля и управления содержит корпус, расположенный в корпусе микроконтроллер управления, светодиодные индикаторы, шину управления и контроля, работающую в соответствии с протоколом I2C, и датчики. Модуль контроля и управления снабжен устройством обработки сигналов ТУ-ТС с абонентских станций, устройством обработки сигналов по основному цифровому каналу, устройством обработки биимпульсных сигналов по каналу С1-ФЛ-БИ, ПЛИС, узлом канала голосовой служебной связи, устройством преобразования интерфейсов, узлом индикации и звуковой сигнализации и кнопками управления. Причем светодиодные индикаторы входят в состав узла индикации и звуковой сигнализации, который соединен своим входом-выходом с помощью двунаправленной шины управления и контроля с входом-выходом микроконтроллера управления, входы-выходы которого с помощью шин контроля и управления соединены с входами-выходами кнопок управления и устройства преобразования интерфейсов, который подключен входом-выходом к внешнему устройству посредством интерфейса ввода-вывода RS-232, при этом двунаправленной шиной управления и контроля между собой соединены вход-выход датчиков, вход-выход микроконтроллера управления, вход-выход устройства обработки биимпульсных сигналов по каналу С1-ФЛ-БИ, входвыход устройства обработки сигналов ТУ-ТС с абонентских станций и вход-выход устройства обработки сигналов по основному цифровому каналу, который своим входом подключен к выходу микроконтроллера управления, а входом-выходом соединен с узлом канала голосовой служебной связи, подключенным своим входом к выходу микроконтроллера управления и входом-выходом - к внешнему речепреоб- 1 038863 разующему устройству. Первый, второй, третий входы-выходы ПЛИС соединены с входами-выходами устройства обработки биимпульсных сигналов по каналу С1-ФЛ-БИ, устройства обработки сигналов ТУТС с абонентских станций и устройства обработки сигналов по основному цифровому каналу, соответственно, а четвертый вход-выход ПЛИС является входом-выходом модуля контроля и управления.
Модуль контроля и управления осуществляет контроль за состоянием составных частей основного и резервного моноблоков приемопередатчика (далее МПП), в автоматическом режиме обеспечивает управление автоматической коммутацией внешних и внутренних сигналов между узлами основного и резервного МПП с целью исключения (дублирования) отказавшего узла, а в определенных случаях полный переход на основной/резервный комплекты аппаратуры. В ручном режиме управления обеспечивает установку рабочих, контрольных режимов по командам оператора, введенных с кнопок управления либо с помощью подключаемого внешнего устройства. Обеспечивает связь по каналу ТУ-ТС с абонентскими станциями, находящимися в зоне действия базовой станции, и связь с контроллером сети.
Сущность заявляемого технического решения поясняется функциональной схемой, изображенной на чертеже.
Модуль контроля и управления содержит микроконтроллер управления 1, устройство обработки биимпульсных сигналов по каналам С1-ФЛ-БИ (далее УБИ) 2, устройство обработки сигналов телеуправления и телесигнализации (далее ТУ-ТС) 3 с абонентских станций (далее УОАС), устройство обработки сигналов по основному цифровому каналу 4 (далее УОЦК), ПЛИС 5, узел канала голосовой служебной связи 6 (далее КСС), устройство преобразования интерфейсов 7 (далее УПИ), узел индикации и звуковой сигнализации 8 (далее УИС) и кнопки управления 9, датчики 10.
Обмен командами между всеми составными частями модуля контроля и управления осуществляется по двунаправленной шине управления и контроля в соответствии с протоколом I2C.
Микроконтроллер управления 1 своим входом-выходом подключен с помощью двунаправленной шины управления и контроля к входу-выходу УИС 8, к входу-выходу кнопок управления 9 и к входувыходу устройства преобразования интерфейсов 7, которое посредством интерфейса ввода-вывода RS232 соединен с подключаемым внешним устройством (на чертеже не показано). Входы-выходы УБИ 2, УОАС 3, УОЦК 4, микроконтроллера управления 1 и датчиков 10 соединены между собой двунаправленной шиной управления и контроля.
Входы-выходы УБИ 2, УОАС 3, УОЦК 4 соединены с первым, вторым и третьим входом-выходом ПЛИС 5 соответственно, а четвертый вход-выход ПЛИС 5 является входом-выходом модуля контроля и управления и подключен к внешнему контроллеру сети (на чертеже не показан).
УОЦК 4 своим входом соединен с выходом микроконтроллера управления 1, а входом-выходом - с КСС 6, который также подключен своим входом к выходу микроконтроллера управления 1, и входомвыходом соединен с внешним речепреобразующим устройством типа микротелефонной трубки (далее МТ) (на чертеже не показана).
Микроконтроллер управления 1 имеет возможность по провод-команде reset осуществлять перезагрузку (сброс) микроконтроллера, входящего в состав КСС 6, что обеспечивает стабильную работу модуля контроля и управления, а также перезагрузку внешнего контроллера сети (через УОЦК 4 и ПЛИС 5) при их зависании. На повышении надежности работы модуля контроля и управления положительно сказывается также наличие в составе УОАС 3 двух микроконтроллеров - основного и резервного, который заменяет основной при его отказе или зависании, тем самым обеспечивая стабильную работу устройства в штатном режиме.
В состав модуля контроля и управления также могут входить датчики 10 состояния базовой станции. Они отслеживают состояние базовой станции и при возникновении внештатной ситуации (вскрытие, пожар, механическое воздействие, пропадание сети и т.д.) срабатывают и подают сигнал об аварии на контроллер сети через ПЛИС 5.
Модуль контроля и управления работает следующим образом.
Микроконтроллер управления 1 следит за состоянием всей базовой станции, в которой установлен модуль контроля и управления, и обеспечивает общее управление системой и взаимодействие между всеми устройствами, входящими в состав модуля контроля и управления. Сигнал с других абонентских станций, находящихся в зоне действия базовой станции, через внешний контроллер сети поступает в ПЛИС 5, которая обрабатывает сигналы и направляет их на работающий микроконтроллер УОАС 3 (основной или в случае отказа основного - резервный). Он преобразует сигналы в соответствии с заданными уровнями и передает их на вход микроконтроллера управления 1, который осуществляет сбор и последующую обработку информации. Выходные сигналы ТУ-ТС подаются микроконтроллером управления 1 обратно на УОАС 3, далее через ПЛИС 5 и контроллер сети эти сигналы подаются обратно на абонентские станции.
УБИ 2 и УОЦК 4 обеспечивают связь между модулем контроля и управления и внешним контроллером сети, выбор линии связи микроконтроллером управления 1 осуществляется в зависимости от наличия физического подключения и действий оператора.
Узел КСС 6 организует канал голосовой служебной связи между внешним контроллером сети и базовой станцией. Сигнал с внешнего контроллера сети подается на ПЛИС 5, проходит через УОЦК 4 и
- 2 038863 подается на КСС 6, где микроконтроллер, входящий в его состав, преобразует цифровой сигнал в звук, поступающий затем на МТ.
УПИ 7 посредством интерфейса ввода-вывода RS-232 обеспечивает управление модулем контроля и управления с внешнего устройства (например, персональный компьютер, пульт управления и т.д.) путем согласования уровней интерфейсов UART и RS-232. Микроконтроллер управления 1 выводит информацию о состоянии модуля контроля и управления на светодиодные индикаторы, входящие в состав УИС 8, обеспечивающего индикацию установленного режима работы базовой станции и аварийную звуковую сигнализацию при отказе оборудования, либо при приеме вызова по КСС 6 от внешнего контроллера сети. С помощью кнопок управления 9 осуществляется подача команд на микроконтроллер управления 1 и переключение режимов работы базовой станции.
Таким образом, техническое решение позволяет расширить функциональные возможности модуля контроля и управления за счет введения в его состав дополнительных устройств и узлов, таких как устройство обработки сигналов ТУ-ТС, устройство обработки сигналов по основному цифровому каналу, устройство обработки биимпульсных сигналов по каналам С1-ФЛ-БИ, ПЛИС, узел канала голосовой служебной связи, устройство преобразования интерфейсов, узел индикации и звуковой сигнализации и кнопки управления. Также устройство обеспечивают самодиагностику и самовосстановление работоспособности при сбоях, что положительно сказывается на стабильности работы и надежности модуля контроля и управления.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯМодуль контроля и управления приемопередатчика, содержащий корпус, расположенный в корпусе микроконтроллер управления, светодиодные индикаторы, шину управления и контроля, работающую в соответствии с протоколом I2C, и датчики состояния базовой станции, отличающийся тем, что он снабжен устройством обработки сигналов ТУ-ТС с абонентских станций, устройством обработки сигналов по основному цифровому каналу, устройством обработки биимпульсных сигналов по каналу С1-ФЛ-БИ, программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), предназначенной для обработки и преобразования информации, получаемой от внешних источников и передаваемой обратно, узлом канала голосовой служебной связи, устройством преобразования интерфейсов, узлом индикации и звуковой сигнализации и кнопками управления, причем светодиодные индикаторы включены в состав узла индикации и звуковой сигнализации, который соединен своим входом-выходом с помощью шины управления и контроля с входом-выходом микроконтроллера управления, входы-выходы которого с помощью шин управления и контроля соединены с входами-выходами кнопок управления и устройства преобразования интерфейсов, который подключен входом-выходом к внешнему устройству посредством интерфейса вводавывода RS-232, при этом шиной управления и контроля между собой соединены вход-выход датчиков состояния базовой станции, вход-выход микроконтроллера управления, вход-выход устройства обработки биимпульсных сигналов по каналу С1-ФЛ-БИ, вход-выход устройства обработки сигналов ТУ-ТС с абонентских станций и вход-выход устройства обработки сигналов по основному цифровому каналу, который своим входом подключен к выходу микроконтроллера управления, предназначенного для взаимодействия между устройствами, входящими в состав модуля контроля и управления приемопередатчика, а входом-выходом соединен с узлом канала голосовой служебной связи, подключенным своим входом к выходу микроконтроллера управления и входом-выходом к внешнему речепреобразующему устройству, а первый, второй, третий входы-выходы ПЛИС соединены с входами-выходами устройства обработки биимпульсных сигналов по каналу С1-ФЛ-БИ, устройства обработки сигналов ТУ-ТС с абонентских станций и устройства обработки сигналов по основному цифровому каналу соответственно, а четвертый вход-выход ПЛИС является входом-выходом модуля контроля и управления приемопередатчика.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201892276A EA038863B1 (ru) | 2018-11-07 | 2018-11-07 | Модуль контроля и управления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201892276A EA038863B1 (ru) | 2018-11-07 | 2018-11-07 | Модуль контроля и управления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201892276A1 EA201892276A1 (ru) | 2020-05-29 |
| EA038863B1 true EA038863B1 (ru) | 2021-10-29 |
Family
ID=70847621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201892276A EA038863B1 (ru) | 2018-11-07 | 2018-11-07 | Модуль контроля и управления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA038863B1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19514888A1 (de) * | 1995-04-22 | 1996-10-24 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Schnittstellenkonverter |
| CN2543134Y (zh) * | 2002-04-27 | 2003-04-02 | 北京康拓科技开发总公司 | 双总线工业控制机 |
| RU101551U1 (ru) * | 2010-08-05 | 2011-01-20 | Александр Николаевич Беляев | Контроллер для управления сложным объектом |
| RU105780U1 (ru) * | 2011-03-25 | 2011-06-20 | Борис Викторович Лукьянов | Система контроля и управления объектами на расстоянии |
| RU149610U1 (ru) * | 2014-02-18 | 2015-01-10 | Закрытое акционерное общество "Алгонт" | Промышленный контроллер |
| CN207571501U (zh) * | 2017-12-05 | 2018-07-03 | 苏州海特自动化设备有限公司 | 传输信号的工业控制器 |
-
2018
- 2018-11-07 EA EA201892276A patent/EA038863B1/ru unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19514888A1 (de) * | 1995-04-22 | 1996-10-24 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Schnittstellenkonverter |
| CN2543134Y (zh) * | 2002-04-27 | 2003-04-02 | 北京康拓科技开发总公司 | 双总线工业控制机 |
| RU101551U1 (ru) * | 2010-08-05 | 2011-01-20 | Александр Николаевич Беляев | Контроллер для управления сложным объектом |
| RU105780U1 (ru) * | 2011-03-25 | 2011-06-20 | Борис Викторович Лукьянов | Система контроля и управления объектами на расстоянии |
| RU149610U1 (ru) * | 2014-02-18 | 2015-01-10 | Закрытое акционерное общество "Алгонт" | Промышленный контроллер |
| CN207571501U (zh) * | 2017-12-05 | 2018-07-03 | 苏州海特自动化设备有限公司 | 传输信号的工业控制器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201892276A1 (ru) | 2020-05-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106375072B (zh) | 机车通信网络冗余控制方法 | |
| CN201837860U (zh) | 用于控制多个安全关键及非安全关键进程的控制系统 | |
| RU2479904C1 (ru) | Устройство контроля и управления сигналами релейной защиты и противоаварийной автоматики | |
| RU171436U1 (ru) | Программируемый логический контроллер для территориально-распределенной системы управления | |
| CN111007790B (zh) | 船舶损管监控可靠性改善设计系统及方法 | |
| CN102231114A (zh) | 对芯片进行升级的系统、方法与升级文件发送方法、装置 | |
| CN201156671Y (zh) | 一种阀基电子控制装置 | |
| CN103941625A (zh) | Can总线数据传输监控系统 | |
| WO2018137142A1 (zh) | 核电站优先级管理系统 | |
| KR101506274B1 (ko) | 네트워크 인터페이스 기반 입출력 확장형 이중화 알티유 시스템(ｒｔｕ) | |
| EA038863B1 (ru) | Модуль контроля и управления | |
| CN105049311A (zh) | 二总线通信方法和通信系统 | |
| CN110456705B (zh) | 可动态扩展接口的网络控制装置、楼宇自控系统 | |
| RU2570572C1 (ru) | Микропроцессорная панель управления | |
| RU154171U1 (ru) | Микропроцессорная панель управления | |
| CN202374042U (zh) | 一种电网智能配电管理终端 | |
| CN201821164U (zh) | 配网自动化智能终端装置 | |
| CN115705267A (zh) | 监控采集设备、基于监控采集设备的主备切换方法及系统 | |
| CN104135411A (zh) | 一种基于rs232接口多节点通信的实现装置及方法 | |
| RU185710U1 (ru) | Модуль аналогового управления | |
| US10991235B2 (en) | Fire-prevention control unit | |
| CN112947288A (zh) | 一种plc多模块扩展的设备及识别枚举方法 | |
| RU115970U1 (ru) | Устройство контроля и управления сигналами релейной защиты и противоаварийной автоматики | |
| CN108508876B (zh) | 一种菊花链rs485控制电路以及短路解决方法 | |
| CN113495522B (zh) | 一种确定环境与设备监控系统中plc的值班状态的方法和装置 |