RU180923U1 - Модуль ввода дискретных сигналов - Google Patents

Модуль ввода дискретных сигналов Download PDF

Info

Publication number
RU180923U1
RU180923U1 RU2017141048U RU2017141048U RU180923U1 RU 180923 U1 RU180923 U1 RU 180923U1 RU 2017141048 U RU2017141048 U RU 2017141048U RU 2017141048 U RU2017141048 U RU 2017141048U RU 180923 U1 RU180923 U1 RU 180923U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microprocessor
module
galvanic isolation
external
discrete
Prior art date
Application number
RU2017141048U
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Алексеевич Андреев
Виктор Алексеевич Голубев
Олег Евгеньевич АНТИПОВ
Алексей Александрович ШЕРШНЕВ
Original Assignee
Акционерное Общество "Приборный Завод "Тензор" (Ао "Тензор")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Приборный Завод "Тензор" (Ао "Тензор") filed Critical Акционерное Общество "Приборный Завод "Тензор" (Ао "Тензор")
Priority to RU2017141048U priority Critical patent/RU180923U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU180923U1 publication Critical patent/RU180923U1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • 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
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D29/00—Simultaneous control of electric and non-electric variables
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

Модуль ввода дискретных сигналов (МДС) содержит микропроцессор, связанный через буферный регистр и шину передачи данных с модулем процессора программируемого контроллера, регистр входных данных, сконфигурированный для приема информации от внешних контролируемых устройств и связанный с микропроцессором через внутреннюю шину передачи данных, основной блок гальванической развязки и дополнительный блок гальванической развязки, обеспечивающий «горячее» резервирование, сконфигурированные для параллельной работы и содержащие дискретные входы, предназначенные для одновременного приема дискретных сигналов от внешних контролируемых устройств,при этом выходы основного и дополнительного блоков гальванической развязки подключены ко входам регистра входных данных для передачи дискретных сигналов через внутреннюю шину передачи данных в микропроцессор для обработки и выявления неисправности в отдельных разрядах блоков гальванической развязки и передачи сигнала выявленной неисправности в модуль процессора, при этом микропроцессор сконфигурирован для поразрядного сравнения поступающих информационных дискретных сигналов и формирования сигнала неисправности основного или дополнительного блоков гальванической развязки.

Description

Область техники
Полезная модель относится к области управления технологическими процессами с помощью устройств автоматизации, реализованных на основе информационно-вычислительной техники, а более точно - к модулю ввода дискретных сигналов, и может быть использована для построения автоматических и автоматизированных систем контроля и управления на промышленных предприятиях различных отраслей промышленности.
Уровень техники
Известно устройство обработки сигналов для технологической установки (патент RU 71013 U1, МПК G05D 15/00, опубликовано 20.02.2008). Полезная модель относится к средствам управления технологическими установками, выполненным на базе микропроцессорного контроллера. Указанное устройство содержит модуль процессора, по меньшей мере один модуль ввода и/или вывода цифровых сигналов, а также модули ввода аналоговых сигналов. Каждый из указанных выше модулей ввода и/или вывода цифровых сигналов и модулей ввода аналоговых сигналов включает первую и вторую части, которые соединены с возможностью передачи информации и электрически разобщены, например с помощью устройства развязки, установленного между ними. При этом первые части модулей ввода и/или вывода цифровых сигналов и модулей ввода аналоговых сигналов связаны с интерфейсом модуля процессора системной шиной. Модуль процессора включает соединенные соответственно микроконтроллер, интерфейс для ввода и вывода цифровых сигналов, блоки питания, алфавитно-цифровой индикатор и клавиатуру управления. В устройстве обработки сигналов первые части модулей ввода аналоговых сигналов связаны с системной шиной через размещенный в модуле процессора адаптер. При этом каждый из входов адаптера подключен с помощью отдельной последовательной шины к выходу первой части соответствующего модуля ввода аналоговых сигналов. Цифровые коды с выходов всех модулей ввода аналоговых сигналов одновременно через их устройства развязки и последовательные шины подаются в адаптер. И адаптер обеспечивает согласование системной шины с набором последовательных шин.
Недостатками данного аналога является недостаточная надежность устройства и отсутствие интерфейса CAN.
Наиболее близким аналогом данной полезной модели является УСТРОЙСТВО СОПРЯЖЕНИЯ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА С ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ ИМИТАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИЕЙ С ПУЛЬТОВ ОПЕРАТОРОВ (патент RU 155520 U1, МПК G06F 13/00, G05B 15/00, опубликовано 10.10.2015).
Указанное устройство содержит коммутатор, передающие усилители команд, а также блок микроконтроллера согласования с USB-портом персонального компьютера, приемные усилители данных и передающие усилители данных, регистр данных от внешнего устройства, регистр команд от внешнего устройства, регистр данных на внешнее устройство, регистр команд от внешнего устройства, приемные усилители команд и передающие усилители команд. Первый вход-выход коммутатора соединен со вторым входом-выходом блока микроконтроллера согласования с USB-портом, второй вход коммутатора соединен с третьим выходом блока микроконтроллера согласования с USB-портом, третий вход коммутатора соединен с первым выходом регистра данных от внешнего устройства, второй вход которого соединен с первым выходом приемных усилителей данных, второй вход которых соединен с первым выходом шины внешнего устройства. Четвертый вход коммутатора соединен с первым выходом регистра команд от внешнего устройства, второй вход которого соединен с первым выходом приемных усилителей команд, второй вход которых соединен со вторым выходом шины внешнего устройства. Пятый выход коммутатора соединен с первым входом регистра данных на внешнее устройство, второй выход которого соединен с первым входом передающих усилителей данных, второй выход которых соединен с третьим входом шины внешнего устройства. Шестой выход коммутатора соединен с первым входом регистра команд на внешнее устройство, второй выход которого соединен с первым входом передающих усилителей команд, второй выход которых соединен с четвертым входом шины внешнего устройства. Первый вход-выход блока микроконтроллера согласования с USB-портом соединен с входом-выходом последовательного USB-порта персонального компьютера.
Недостатками данного аналога является недостаточная надежность работы устройства и отсутствие интерфейса CAN.
Изложение существа полезной модели
Задачей настоящей полезной модели является устранение указанных выше недостатков, т.е. создание модуля ввода дискретных сигналов, который обеспечивает повышение надежности работы и расширение функциональных возможностей модуля ввода дискретных сигналов путем обеспечения самодиагностики модуля посредством автоматической проверки работы основных блоков модуля с использованием контроллера интерфейса CAN, включенного в состав модуля ввода дискретных сигналов.
Технический результат, который достигается предлагаемой полезной моделью, сводится к расширению функциональных возможностей по самодиагностике модуля ввода дискретных сигналов посредством автоматической проверки работы основных блоков модуля и повышению надежности модуля путем включения в состав модуля двух блоков гальванической развязки, позволяющих избежать попадания на входы модуля повышенного напряжения с контролируемого технологического оборудования, и благодаря наличию в составе модуля контроллера интерфейса CAN, сконфигурированного для передачи результатов самодиагностики модуля на диагностический пульт для визуализации результатов и для передачи результатов самодиагностики модуля ввода дискретных сигналов на модуль процессора программируемого контроллера.
Поставленная задача решена путем создания полезной модели - модуля ввода дискретных сигналов, который содержит
микропроцессор, связанный через буферный регистр и шину передачи данных с модулем процессора программируемого контроллера,
регистр входных данных, сконфигурированный для приема информации от внешних контролируемых устройств и связанный с микропроцессором через внутреннюю шину передачи данных,
отличающийся тем, что
содержит основной блок гальванической развязки и дополнительный блок гальванической развязки, обеспечивающий «горячее» резервирование, сконфигурированные для параллельной работы и содержащие дискретные входы, предназначенные для приема дискретных сигналов от внешних контролируемых устройств,
при этом выходы основного и дополнительного блоков гальванической развязки подключены ко входам регистра входных данных для передачи сообщения о выявленной неисправности через внутреннюю шину передачи данных, микропроцессор, буферный регистр и шину передачи данных в модуль процессора,
при этом микропроцессор сконфигурирован для поразрядного сравнения поступающих дискретных сигналов и формирования сигнала неисправности того разряда, в котором различается информация на выходах основного и дополнительного блоков гальванической развязки.
Предпочтительно модуль ввода дискретных сигналов дополнительно содержит интерфейс CAN, связанный через контроллер интерфейса CAN с микропроцессором и сконфигурированный для получения информации о состоянии внешних контролируемых устройств и выдачи информации на внешний диагностический пульт для индикации результатов самодиагностики модуля и результатов диагностики внешних контролируемых устройств, а также для получения команд по изменению режима работы модуля ввода дискретных сигналов.
Краткое описание чертежа
Полезная модель поясняется описанием предпочтительного варианта воплощения со ссылками на сопровождающий чертеж, на котором показана блок-схема модуля ввода дискретных сигналов.
Описание предпочтительного варианта воплощения
Модуль 1 (фиг. 1) ввода дискретных сигналов (МДС) содержит микропроцессор 2, связанный через буферный регистр 3 и шину 4 передачи данных с модулем 5 процессора программируемого контроллера, от которого получает команды и которому передает данные, полученные с дискретных входов 61, 62. Микропроцессор 2 связан через внутреннюю шину 7 передачи данных с регистром 8 входных данных. Регистр 8 входных данных принимает информацию, которые поступают от внешних контролируемых устройств 9. Данные поступают одновременно, затем дублируются и подаются на дискретные входы 61, 62 основного 10 и дополнительного 11 блоков гальванической развязки, соответственно, предназначенные для приема дискретных сигналов от внешних контролируемых устройств 9, причем дополнительный блок 11 гальванической развязки обеспечивает «горячее» резервирование.
Блоки 10 и 11 гальванической развязки являются оптоэлектронными блоками, в которых активное состояние сигнала передается путем зажигания светодиода на входе блока, который, в свою очередь, лучом света открывает фототранзистор на выходе блока. Каждый дискретный сигнал передается через свою оптопару.
Два блока 10 и 11 гальванической развязки работают параллельно, дублируя друг друга.
Выходы основного и дополнительного блоков 10, 11 гальванической развязки подключены ко входам регистра 8 входных данных для передачи сообщения о выявленной неисправности через внутреннюю шину 7 передачи данных, микропроцессор 2, буферный регистр 3 и шину 4 передачи данных в модуль 5 процессора.
При этом микропроцессор 2 сконфигурирован для поразрядного сравнения поступающих дискретных сигналов и формирования сигнала неисправности того разряда, в котором различается информация на выходах основного и дополнительного блоков 10, 11 гальванической развязки.
Самодиагностика модуля дискретных сигналов осуществляется следующим образом.
На микропроцессор 2 поступают информационные сигналы с обоих блоков 10, 11 гальванической развязки. Микропроцессор 2 осуществляет поразрядное сравнение информационных сигналов и в случае их несовпадения выявляет неисправный светодиод в конкретном блоке гальванической развязки 10 или 11 по отсутствию открытия фототранзистора в неисправной оптопаре.
Микропроцессор 2 исключает использование недостоверного разряда в информационном сигнале и посылает сообщение о выявленной неисправности блоков 10, 11 гальванической развязки модулю 5 процессора по шине 4 передачи данных.
Модуль 1 дискретных сигналов содержит также связанный с микропроцессором 2 контроллер 12 интерфейса CAN. Интерфейс CAN 13 предназначен для организации последовательных, высоконадежных и недорогих каналов связи в распределенной системе управления.
Данный интерфейс CAN имеет протокол, поддерживающий возможность нахождения на магистрали нескольких ведущих устройств и обеспечивает передачу данных от внешних контролируемых устройств 9 реальном масштабе времени.
Интерфейс CAN обладает высокой помехоустойчивостью благодаря коррекции ошибок. Передача данных осуществляется кадрами, которые принимаются всеми устройствами сети. Идентификатор описывает содержимое пакета данных и служит для определения приоритета при попытке одновременной передачи несколькими устройствами. Скорость передачи данных выбирается исходя из расстояния, числа абонентов в сети и емкости линии связи. Она задается согласно программе и может составлять от десятка Кбод до 1 Мбод.
Стандарт интерфейса CAN определяет передачу данных независимо от физического уровня, т.е. канал связи может быть каким угодно, например радиоканалом или оптоволокном. Однако на практике под CAN-интерфейсом обычно подразумевается сеть с физическим каналом связи в виде дифференциальной пары проводов.
После установления факта потери связи с внешними контролируемыми устройствами 9 или факта неисправности блоков модуля 1 формируется диагностическое сообщение через интерфейс CAN 13 о данном факте, сообщение передается, например, к внешнему диагностическому пульту 14 и отражается на дисплее оператору.
Микропроцессор 2 через контроллер 12 интерфейса CAN может получать информацию о состоянии внешних контролируемых и управляемых устройств 9, а также выдавать результаты самодиагностики модуля и получать команды по изменению режима работы.
Интерфейс CAN 13, являясь дополнительным цифровым интерфейсом связи с внешними устройствами, обеспечивает диагностику работы модуля 1 ввода дискретных сигналов по передаче данных через шину 4 передачи данных. Если обмен по шине 4 передачи данных прекращается, микропроцессор 2 передает по интерфейсу CAN 13 информацию об отсутствии связи с внешним модулем 5 процессора, например, на внешний диагностической пульт 14.
Применение промышленного интерфейса CAN 13 позволяет обеспечить надежную передачу данных в реальном масштабе времени для широкого класса устройств - диагностические пульты, промышленные компьютеры, устройства ввода-вывода.
Промышленная применимость
Данное техническое решение промышленно реализуемо, обладает расширенными функциональными возможностями, выполнено на современной элементной базе, обладает повышенной надежностью и защищенностью.

Claims (8)

1. Модуль ввода дискретных сигналов (МДС), содержащий
микропроцессор, связанный через буферный регистр и шину передачи данных с модулем процессора программируемого контроллера,
регистр входных данных, сконфигурированный для приема информации от внешних контролируемых устройств и связанный с микропроцессором через внутреннюю шину передачи данных,
отличающийся тем, что содержит
основной блок гальванической развязки и дополнительный блок гальванической развязки, обеспечивающий «горячее» резервирование, сконфигурированные для параллельной работы и содержащие дискретные входы, предназначенные для одновременного приема дискретных сигналов от внешних контролируемых устройств,
при этом выходы основного и дополнительного блоков гальванической развязки подключены ко входам регистра входных данных для передачи дискретных сигналов через внутреннюю шину передачи данных в микропроцессор для обработки и выявления неисправности внешних контролируемых устройств и передачи сигнала выявленной неисправности в модуль процессора,
при этом микропроцессор сконфигурирован для поразрядного сравнения поступающих дискретных сигналов и формирования сигнала неисправности того разряда, в котором различается информация на выходах основного и дополнительного блоков гальванической развязки.
2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит интерфейс CAN, связанный через контроллер интерфейса CAN с микропроцессором и сконфигурированный для получения информации о состоянии внешних контролируемых устройств и выдачи информации на внешний диагностический пульт для индикации результатов самодиагностики модуля и результатов диагностики внешних контролируемых устройств, а также для получения команд по изменению режима работы модуля.
RU2017141048U 2017-11-24 2017-11-24 Модуль ввода дискретных сигналов RU180923U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017141048U RU180923U1 (ru) 2017-11-24 2017-11-24 Модуль ввода дискретных сигналов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017141048U RU180923U1 (ru) 2017-11-24 2017-11-24 Модуль ввода дискретных сигналов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU180923U1 true RU180923U1 (ru) 2018-06-29

Family

ID=62813632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017141048U RU180923U1 (ru) 2017-11-24 2017-11-24 Модуль ввода дискретных сигналов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU180923U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203741U1 (ru) * 2020-12-04 2021-04-19 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Устройство ввода-вывода

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2106679C1 (ru) * 1996-06-21 1998-03-10 Государственный научно-исследовательский и конструкторский институт систем контроля и управления "Система" Устройство контроля параметров
WO1998036335A2 (en) * 1997-02-14 1998-08-20 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Process control system using a layered-hierarchy control strategy distributed into multiple control devices
RU2189623C2 (ru) * 2000-06-27 2002-09-20 Тюрин Сергей Феофентович Система для программного управления технологическим оборудованием
US20070198100A1 (en) * 2005-10-06 2007-08-23 Purifics Environmental Technologies, Inc. Hybrid field device cabling with industrial network and operating power
RU2331098C1 (ru) * 2007-05-28 2008-08-10 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СКУ Система" (ООО "СКУ Система") Устройство контроля параметров

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2106679C1 (ru) * 1996-06-21 1998-03-10 Государственный научно-исследовательский и конструкторский институт систем контроля и управления "Система" Устройство контроля параметров
WO1998036335A2 (en) * 1997-02-14 1998-08-20 Fisher-Rosemount Systems, Inc. Process control system using a layered-hierarchy control strategy distributed into multiple control devices
RU2189623C2 (ru) * 2000-06-27 2002-09-20 Тюрин Сергей Феофентович Система для программного управления технологическим оборудованием
US20070198100A1 (en) * 2005-10-06 2007-08-23 Purifics Environmental Technologies, Inc. Hybrid field device cabling with industrial network and operating power
RU2331098C1 (ru) * 2007-05-28 2008-08-10 ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СКУ Система" (ООО "СКУ Система") Устройство контроля параметров

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203741U1 (ru) * 2020-12-04 2021-04-19 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт Приборостроения имени В.В. Тихомирова" Устройство ввода-вывода

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3845472A (en) Data communication system employing a series loop
US10095594B2 (en) Methods and apparatus to implement communications via a remote terminal unit
CN201909961U (zh) 一种冗余控制系统
US11016463B2 (en) Control and data-transfer system, gateway module, I/O module, and method for process control
CN107592187B (zh) 一种基于双通道表决系统的表决方法
CN105388890A (zh) 一种用于列车控制的安全计算机系统
US8812759B2 (en) Bus subscriber device for connection to a line-redundant data bus, and method for controlling the communication of a bus subscriber with a line-redundant serial data bus
CN102857397A (zh) 一种多主异步双工差分总线及通讯方法
CN105425738A (zh) 用于将开/关阀通信地耦合至过程控制系统中的控制器的方法以及装置
CN103941625B (zh) Can总线数据传输监控系统
US8572305B2 (en) Apparatus and method for configuring a bus system
RU180923U1 (ru) Модуль ввода дискретных сигналов
CN105049311A (zh) 二总线通信方法和通信系统
CN106452572B (zh) 牵引变电所综自光收发器故障定位系统及其故障定位方法
CN201072431Y (zh) 一种宽带航空电子总线测试装置
CN103109500A (zh) 检查部件的安装位置的方法和自动化部件
CN102347878A (zh) 一种多点通信系统、方法及设备
RU185710U1 (ru) Модуль аналогового управления
RU193222U1 (ru) Модуль контроля и управления технологическими процессами
KR101713353B1 (ko) 이중화 제어기 시스템
CN104135411A (zh) 一种基于rs232接口多节点通信的实现装置及方法
CN102088366B (zh) 一种单板信息监控装置及分布式单板信息监控系统
RU2546574C1 (ru) Арбитр интерфейса rs-485
RU2430400C1 (ru) Комплекс резервируемых программно-аппаратных средств автоматизации контроля и управления
JPWO2011145541A1 (ja) バス制御装置及びバス制御方法