RU217362U1

RU217362U1 - Voltage measurement unit of a distributed controlled point

Info

Publication number: RU217362U1
Application number: RU2023104546U
Authority: RU
Inventors: Игорь Давидович Долгий; Леонид Петрович Кузнецов; Сергей Владимирович Криволапов; Владимир Давидович Меерович; Юрий Эдуардович Пономарев; Наталья Ивановна Самойленко
Original assignee: Игорь Давидович Долгий; Леонид Петрович Кузнецов; Сергей Владимирович Криволапов; Владимир Давидович Меерович; Юрий Эдуардович Пономарев; Наталья Ивановна Самойленко
Filing date: 2023-03-01
Publication date: 2023-03-29

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту для автоматизированных цифровых систем управления (в составе изделия «Блок измерения напряжений РКП ТИ1М»), более конкретно полезная модель используется для ввода сигналов телеизмерения. Технический результат полезной модели заключается в расширении реализации функций устройства за счет обеспечения возможности идентификации и непрерывного контроля подключаемых к устройству сигналов телеизмерения, а также обеспечения возможности измерения температуры устройства. Данный технический результат достигается за счет всей совокупности существенных признаков. Сущность полезной модели состоит в том, что блок измерения напряжений распределенного контролируемого пункта, включающий входной фильтр, подключенный к преобразователю напряжения, выходы которого подключены ко входам схемы подключения к сети связи, постоянного запоминающего устройства для хранения данных, однокристального микроконтроллера, схемы индикации, схемы измерения температуры, схемы согласования с идентификатором сигналов, идентификатора сигналов, управляемого аттенюатора, управляемого усилителя, аналого-цифрового преобразователя, а выводы идентификатора сигналов подключены к выводам схемы согласования с идентификатором сигналов, а выводы однокристального микроконтроллера соединены с выводами схемы подключения к сети связи, постоянного запоминающего устройства, схемы индикации, схемы измерения температуры, схемы согласования с идентификатором сигналов, идентификатора сигналов, управляемого аттенюатора, управляемого усилителя, аналого-цифрового преобразователя.

The utility model relates to railway transport for automated digital control systems (as part of the product "Voltage measurement unit RKP TI1M"), more specifically, the utility model is used to input telemetry signals. The technical result of the utility model is to expand the implementation of the functions of the device by providing the possibility of identifying and continuously monitoring telemetry signals connected to the device, as well as providing the ability to measure the temperature of the device. This technical result is achieved due to the totality of essential features. The essence of the utility model is that a voltage measurement unit of a distributed controlled point, including an input filter connected to a voltage converter, the outputs of which are connected to the inputs of a connection circuit to a communication network, a read-only memory device for data storage, a single-chip microcontroller, an indication circuit, a measurement circuit temperature, matching circuit with the signal identifier, signal identifier, controlled attenuator, controlled amplifier, analog-to-digital converter, and the outputs of the signal identifier are connected to the outputs of the matching circuit with the signal identifier, and the outputs of the single-chip microcontroller are connected to the outputs of the circuit for connecting to the communication network, permanent memory devices, indication circuits, temperature measurement circuits, signal identifier matching circuits, signal identifier, controlled attenuator, controlled amplifier, analog-to-digital converter.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту для автоматизированных цифровых систем управления (в составе изделия «Блок измерения напряжений РКП ТИ1М»), более конкретно полезная модель используется для ввода сигналов телеизмерения.The utility model relates to railway transport for automated digital control systems (as part of the product "Voltage measurement unit RKP TI1M"), more specifically, the utility model is used to input telemetry signals.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленной полезной модели аналогом (прототипом) является «Распределенный контролируемый пункт» по патенту РФ № 92645 на полезную модель (МПК B61L 27/04). Указанный прототип включает блоки ввода и вывода сигналов и центральный блок управления, соединенный с локальной сетью, отличающийся тем, что содержит рабочее место дежурного по станции и рабочее место электромеханика, каждое из которых оснащено, по меньшей мере, двумя равнозначными по отображению компьютерами с сетевыми портами Ethernet, объединенными в дублированную локальную сеть с помощью коммутаторов, причем рабочее место электромеханика дополнительно оснащено модемами для удаленного мониторинга, при этом центральный блок управления включает, по меньшей мере, два промышленных компьютера с сетевыми портами Ethernet и CAN, модуль связи, обеспечивающий возможность подключения через устройства защиты к другим распределенным контролируемым пунктам, и коммутаторы локальной сети Ethernet, связанные между собой дублированной локальной сетью, и обеспечивает взаимодействие по двум локальным сетям типа CAN с двумя комплектами блоков ввода и вывода сигналов, включающими блоки вывода сигналов телеуправления, блоки ввода сигналов телесигнализации и блоки вывода сигналов ответственного телеуправления, а также взаимодействие посредством третьей локальной сети типа CAN с блоками ввода сигналов телеизмерения, осуществляющими диагностику и контроль технического состояния стационарных устройств автоматики и телемеханики. Данное техническое решение обладает недостатками. Сигналы, подключаемые к блокам ввода сигналов телеизмерения, являются обезличенными, то есть, нет никакой возможности определить - какой объект контроля подключен к какому блоку ввода сигналов телеизмерения, так же отсутствует возможность контроля температуры блока.The analogue (prototype) closest in terms of essential features to the claimed utility model is the "Distributed control point" according to the RF patent No. 92645 for a utility model (IPC B61L 27/04). The specified prototype includes blocks for input and output of signals and a central control unit connected to a local network, characterized in that it contains the workplace of the station attendant and the workplace of the electrician, each of which is equipped with at least two equivalent computers with network ports Ethernet, combined into a duplicated local network using switches, and the workplace of the electromechanic is additionally equipped with modems for remote monitoring, while the central control unit includes at least two industrial computers with Ethernet and CAN network ports, a communication module that provides the ability to connect via protection devices to other distributed controlled points, and Ethernet local network switches interconnected by a duplicated local network, and provides interaction over two CAN-type local networks with two sets of signal input and output blocks, including telecontrol signal output blocks, telesignal signal input blocks and blocks for the output of responsible telecontrol signals, as well as interaction via a third local network of the CAN type with blocks for the input of telemetry signals, which carry out diagnostics and control of the technical condition of stationary automation and telemechanics devices. This technical solution has disadvantages. The signals connected to the telemetry signal input units are impersonal, that is, there is no way to determine which control object is connected to which telemetry signal input unit, and there is also no possibility to control the temperature of the unit.

Технический результат полезной модели заключается в расширении реализации функций устройства за счет обеспечения возможности идентификации и непрерывного контроля подключаемых к устройству сигналов телеизмерения, а также обеспечения возможности измерения температуры устройства. Данный технический результат достигается за счет всей совокупности перечисленных признаков.The technical result of the utility model is to expand the implementation of the functions of the device by providing the possibility of identifying and continuously monitoring telemetry signals connected to the device, as well as providing the ability to measure the temperature of the device. This technical result is achieved due to the totality of the listed features.

Сущность полезной модели состоит в том, что блок измерения напряжений распределенного контролируемого пункта, включающий входной фильтр, подключенный к преобразователю напряжения, выходы которого подключены ко входам схемы подключения к сети связи, постоянного запоминающего устройства для хранения данных, однокристального микроконтроллера, схемы индикации, схемы измерения температуры, схемы согласования с идентификатором сигналов, идентификатора сигналов, управляемого аттенюатора, управляемого усилителя, аналого-цифрового преобразователя, а выводы идентификатора сигналов подключены к выводам схемы согласования с идентификатором сигналов, а выводы однокристального микроконтроллера соединены с выводами схемы подключения к сети связи, постоянного запоминающего устройства, схемы индикации, схемы измерения температуры, схемы согласования с идентификатором сигналов, идентификатора сигналов, управляемого аттенюатора, управляемого усилителя, аналого-цифрового преобразователя. Причем входной фильтр выполнен с возможностью фильтрации электромагнитных помех. А преобразователь напряжения выполнен с возможностью преобразования внешнего напряжения питания от внешнего источника питания в напряжение питания однокристального микроконтроллера. Кроме того, схемы подключения к сети связи выполнены с возможностью согласования сигналов сети связи с сигналами однокристального микроконтроллера. Вместе с тем, однокристальный микроконтроллер выполнен с возможностью приема и передачи сообщений из сети связи, чтения сигналов аналого-цифрового преобразователя и их обработки, проверки работоспособности блока, формирования и передачи диагностических сообщений. А схема измерения температуры выполнена с возможностью контроля температуры изделия и передачи результата в однокристальный микроконтроллер. Также управляемый аттенюатор выполнен с возможностью деления входного напряжения в зависимости от команд однокристального микроконтроллера. Также управляемый усилитель выполнен с возможностью усиления входного напряжения в зависимости от команд однокристального микроконтроллера. Кроме того, идентификатор сигналов выполнен с возможностью передачи, по запросу однокристального микроконтроллера, идентификационной информации.The essence of the utility model is that the voltage measurement unit of a distributed controlled point, including input filter connected to a voltage converter, the outputs of which are connected to the inputs of a circuit for connecting to a communication network, a read-only memory device for data storage, a single-chip microcontroller, an indication circuit, a temperature measurement circuit, a signal identifier matching circuit, a signal identifier, a controlled attenuator, a controlled amplifier , analog-to-digital converter, and the outputs of the signal identifier are connected to the outputs of the matching circuit with the signal identifier, and the outputs of the single-chip microcontroller are connected to the outputs of the circuit for connecting to the communication network, read-only memory, indication circuit, temperature measurement circuit, matching circuit with the signal identifier, identifier signals, controlled attenuator, controlled amplifier, analog-to-digital converter. Moreover, the input filter is configured to filter electromagnetic interference. And the voltage converter is configured to convert the external supply voltage from an external power source into the supply voltage of a single-chip microcontroller. In addition, the schemes for connecting to the communication network are made with the possibility of matching the signals of the communication network with the signals of a single-chip microcontroller. At the same time, the single-chip microcontroller is configured to receive and transmit messages from the communication network, read the signals of the analog-to-digital converter and process them, check the unit's operability, generate and transmit diagnostic messages. And the temperature measurement circuit is made with the ability to control the temperature of the product and transfer the result to a single-chip microcontroller. Also, the controlled attenuator is configured to divide the input voltage depending on the commands of the single-chip microcontroller. Also, the controlled amplifier is configured to amplify the input voltage depending on the commands of the single-chip microcontroller. In addition, the signal identifier is configured to transmit, at the request of the single-chip microcontroller, identification information.

Полезная модель поясняется графически, где The utility model is illustrated graphically, where

на фиг.1 представлена схема блока измерения напряжений распределенного контролируемого пункта. figure 1 shows a diagram of a block for measuring voltages of a distributed controlled point.

Блок измерения напряжений распределенного контролируемого пункта состоит из входного фильтра 1, преобразователя напряжения 2, схемы подключения к сети связи 3, постоянного запоминающего устройства 4, однокристального микроконтроллера 5, схемы индикации 6, схемы измерения температуры 7, схемы согласования с идентификатором сигналов 8, идентификатора сигналов 9, управляемого аттенюатора 10, управляемого усилителя 11, аналого-цифрового преобразователя 12. Выход входного фильтра 1 подключен ко входу преобразователя напряжения 2 выходы которого, подключены ко входам схемы подключения к сети связи 3, постоянного запоминающего устройства 4, однокристального микроконтроллера 5, схемы индикации 6, схемы измерения температуры 7, схемы согласования с идентификатором сигналов 8, идентификатора сигналов 9, управляемого аттенюатора 10, управляемого усилителя 11, аналого-цифрового преобразователя 12. Выводы однокристального микроконтроллера 5 соединены с выводами схемы подключения к сети связи 3, постоянного запоминающего устройства 4, схемы индикации 6, схемы измерения температуры 7, схемы согласования с идентификатором сигналов 8, идентификатора сигналов 9, управляемого аттенюатора 10, управляемого усилителя 11, аналого-цифрового преобразователя 12. Выводы идентификатора сигналов 9 подключены к выводам схемы согласования с идентификатором сигналов 8. Вход U является входом питания. Вывод С является выводом сети связи. Вход I является входом устройства. Входной фильтр 1 осуществляет фильтрацию электромагнитных помех. Преобразователь напряжения 2 осуществляет преобразование внешнего напряжения питания от внешнего источника питания в напряжение питания однокристального микроконтроллера 5. Схемы подключения к сети связи 3 предназначены для согласования сигналов сети связи C с сигналами однокристального микроконтроллера 5. Постоянное запоминающее устройство 4 осуществляет хранение данных. Однокристальный микроконтроллер 5 реализует следующие функции: прием и передача сообщений из сети связи; чтение сигналов аналого-цифрового преобразователя и их обработка; проверка работоспособности (диагностика) блока; формирование и передача диагностических сообщений. Схема индикации 6 позволяет визуально оценить работу блока. Схема измерения температуры 7 позволяет контролировать температуру изделия и передавать результат в однокристальный микроконтроллер 5. Схема согласования с идентификатором сигналов 8 осуществляет согласование сигналов идентификатора сигналов 9 с сигналами однокристального микроконтроллера 5. Идентификатор сигналов 9 осуществляет передачу, по запросу однокристального микроконтроллера 5, идентификационной информации. Управляемый аттенюатор 10 осуществляет деление входного напряжения на заданное число в зависимости от команд однокристального микроконтроллера 5. Управляемый усилитель 11 осуществляет усиление сигнала поступающего с выхода управляемого аттенюатора 10 на заданное число в зависимости от команд однокристального микроконтроллера 5. Аналого-цифровой преобразователь 12 осуществляет преобразование аналогово сигнала в цифровой. The voltage measurement unit of a distributed controlled point consists of an input filter 1, a voltage converter 2, a circuit for connecting to a communication network 3, a read-only memory device 4, a single-chip microcontroller 5, an indication circuit 6, a temperature measurement circuit 7, a matching circuit with a signal identifier 8, a signal identifier 9, controlled attenuator 10, controlled amplifier 11, analog-to-digital converter 12. The output of the input filter 1 is connected to the input of the voltage converter 2, the outputs of which are connected to the inputs of the circuit for connecting to the communication network 3, read-only memory 4, single-chip microcontroller 5, display circuit 6, temperature measurement circuits 7, matching circuits with signal identifier 8, signal identifier 9, controlled attenuator 10, controlled amplifier 11, analog-to-digital converter 12. The outputs of the single-chip microcontroller 5 are connected to the outputs of the communication network connection circuit 3, read-only memory device 4 , indication circuits 6, temperature measurement circuits 7, matching circuits with signal identifier 8, signal identifier 9, controlled attenuator 10, controlled amplifier 11, analog-to-digital converter 12. The outputs of signal identifier 9 are connected to the outputs of the matching circuit with signal identifier 8. Input U is the power input. Pin C is the pin of the communication network. Input I is the device input. Input filter 1 performs EMI filtering. The voltage converter 2 converts the external supply voltage from an external power source into the supply voltage of the single-chip microcontroller 5. Connection circuits to the communication network 3 are designed to match the signals of the communication network C with the signals of the single-chip microcontroller 5. Read-only memory 4 stores data. Single-chip microcontroller 5 implements the following functions: receiving and transmitting messages from the communication network; reading the signals of the analog-to-digital converter and their processing; checking the health (diagnostics) of the unit; generation and transmission of diagnostic messages. Display scheme 6 allows you to visually evaluate the operation of the unit. The temperature measurement circuit 7 allows you to control the temperature of the product and transmit the result to the single-chip microcontroller 5. The matching circuit with the signal identifier 8 matches the signals of the signal identifier 9 with the signals of the single-chip microcontroller 5. The signal identifier 9 transmits, upon request of the single-chip microcontroller 5, identification information. The controlled attenuator 10 divides the input voltage by a given number, depending on the commands of the single-chip microcontroller 5. The controlled amplifier 11 amplifies the signal coming from the output of the controlled attenuator 10 by a given number, depending on the commands of the single-chip microcontroller 5. The analog-to-digital converter 12 converts the analog signal in digital.

Блок измерения напряжений распределенного контролируемого пункта работает следующим образом. Входные сигналы со входа I пройдя управляемый аттенюатор 10 и управляемый усилитель 11, изменившись по амплитуде (возможно увеличение или уменьшение сигнала) поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 12. Однокристальный микроконтроллер 5 осуществляет управление величиной деления управляемого аттенюатора 10 и управляемого усилителя 11. Однокристальный микроконтроллер 5 считывает сигналы с выхода аналого-цифрового преобразователя 12, обрабатывает их и через схемы подключения к сети связи 3 передает на выход С. Однокристальный микроконтроллер 5 передает сигналы в схему индикации 6. Преимуществами данного блока измерения напряжений распределенного контролируемого пункта является возможность идентификации входных сигналов и контроля температуры блока. The voltage measurement unit of a distributed controlled item operates as follows. The input signals from input I, having passed the controlled attenuator 10 and the controlled amplifier 11, having changed in amplitude (it is possible to increase or decrease the signal), are fed to the input of the analog-to-digital converter 12. The single-chip microcontroller 5 controls the division value of the controlled attenuator 10 and the controlled amplifier 11. The single-chip microcontroller 5 reads the signals from the output of the analog-to-digital converter 12, processes them and transmits them to the output C through the connection circuits to the communication network 3. The single-chip microcontroller 5 transmits signals to the indication circuit 6. The advantages of this voltage measurement unit of a distributed controlled point is the ability to identify input signals and block temperature control.

Claims

1. A voltage measurement unit of a distributed controlled point, including an input filter connected to a voltage converter, the outputs of which are connected to the inputs of a circuit for connecting to a communication network, a read-only memory device for data storage, a single-chip microcontroller, an indication circuit, a temperature measurement circuit, a matching circuit with an identifier signals, a signal identifier, a controlled attenuator, a controlled amplifier, an analog-to-digital converter, and the outputs of a single-chip microcontroller are connected to the outputs of a circuit for connecting to a communication network, a read-only memory device, an indication circuit, a temperature measurement circuit, a matching circuit with a signal identifier, a signal identifier controlled attenuator, controlled amplifier, analog-to-digital converter.

2. A voltage measurement unit of a distributed controlled point according to claim 1, characterized in that the input filter is configured to filter electromagnetic interference.

3. The voltage measurement unit of the distributed controlled point according to claim 1, characterized in that the voltage converter is configured to convert the external supply voltage from an external power source into the supply voltage of a single-chip microcontroller.

4. The voltage measurement unit of the distributed controlled point according to claim 1, characterized in that the circuits for connecting to the communication network are configured to match the signals of the communication network with the signals of a single-chip microcontroller.

5. The voltage measurement unit of the distributed controlled point according to claim 1, characterized in that the single-chip microcontroller is configured to receive and transmit messages from the communication network, read the signals of the analog-to-digital converter and process them, check the unit’s operability, generate and transmit diagnostic messages.

6. The voltage measurement unit of the distributed controlled point according to claim 1, characterized in that the temperature measurement circuit is configured to control the temperature of the product and transfer the result to a single-chip microcontroller.

7. The voltage measurement unit of the distributed controlled point according to claim 1, characterized in that the signal identifier matching circuit is configured to match the signals of the signal identifier with the signals of a single-chip microcontroller.

8. A voltage measurement unit of a distributed controlled point according to claim 1, characterized in that the signal identifier is configured to transmit, upon request of a single-chip microcontroller, identification information.

9. The voltage measurement unit of the distributed controlled point according to claim 1, characterized in that the controlled attenuator is configured to divide the input voltage depending on the commands of the single-chip microcontroller.

10. The voltage measurement unit of the distributed controlled point according to claim 1, characterized in that the controlled amplifier is configured to amplify the input voltage depending on the commands of the single-chip microcontroller.