RU2405937C1

RU2405937C1 - System for monitoring position and controlling movement of mini-shield for building mini-tunnels

Info

Publication number: RU2405937C1
Application number: RU2009129681/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Алексеевич Глебов (RU); Николай Алексеевич Глебов; Александр Ярославич Ваколюк (RU); Александр Ярославич Ваколюк; Владимир Иванович Надтока (RU); Владимир Иванович Надтока; Иван Иванович Надтока (RU); Иван Иванович Надтока; Сергей Борисович Притчин (RU); Сергей Борисович Притчин; Дмитрий Михайлович Недлин (RU); Дмитрий Михайлович Недлин; Владимир Павлович Бреславец (RU); Владимир Павлович Бреславец; Дмитрий Владимирович Безъязычный (RU); Дмитрий Владимирович Безъязычный
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ВНИКО"
Priority date: 2009-08-03
Filing date: 2009-08-03
Publication date: 2010-12-10

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: system consists of an optical direction selector, a photodetector unit, as well as: a unit for controlling the direction selector, a signal matching unit, a microcontroller, a decoder, a matrix background polling module, bus-type conditioners, an interrupt signal generating unit, a switch, electric drives, a unit for monitoring and controlling electric drives, an optical transmitter control unit, an optical transmitter, a photodetector. All of these elements are interconnected.

EFFECT: determination of spatial coordinates of a mini-shield with high accuracy, which enables real-time communication with apparatus fitted on the mini-shield through a laser beam, endowing this system with noise-immunity and high speed of operation.

1 dwg

Description

Изобретение касается автоматического и автоматизированного управления направленным движением тоннелепроходческих машин, щитов и т.п.The invention relates to automatic and automated directional control of tunneling machines, shields, etc.

Известно устройство управления движением проходческого щита, содержащее оптический задатчик направления, модулятор, фотоприемный блок (А.С. №310111 кл. G01C 7/00, 1969). Такое устройство громоздко, не имеет возможности осуществлять обмен информацией посредством лазерного луча.A device for controlling the movement of a tunnel shield is known, comprising an optical direction adjuster, a modulator, a photodetector unit (AS No. 310111 class G01C 7/00, 1969). Such a device is cumbersome, unable to exchange information through a laser beam.

Наиболее близким техническим решением по достижению цели является изобретение «Система управления движением горной машины» (А.С. №682647, Кл. E21C 35/24, опуб. 30.08.1979 г. Бюллетень №32), состоящая из оптического задатчика направления, фотоприемного блока, триппель-призмы, полупрозрачного зеркала, измерительного блока, блока передачи измеренного расстояния.The closest technical solution to achieve the goal is the invention “A system for controlling the movement of a mining machine” (AS No. 682647, Cl. E21C 35/24, publ. 08/30/1979 Bulletin No. 32), consisting of an optical direction sensor, photodetector block, triple prism, translucent mirror, measuring unit, measured distance transmission unit.

Однако эта система громоздка, имеет сложную структуру, не обеспечивает двусторонний обмен информацией посредством лазерного луча, для определения координат щита в пространстве используется сложная следящая система.However, this system is cumbersome, has a complex structure, does not provide two-way exchange of information by means of a laser beam, a complex tracking system is used to determine the coordinates of the shield in space.

Перед авторами стояла задача создания системы контроля положения и управления движением минищита для строительства минитоннелей, обладающей уменьшенными габаритными размерами, использующей статическую систему для определения пространственных координат минищита с высокой точностью, а также возможностью осуществления оперативной связи с аппаратурой, установленной на минищите, посредством лазерного луча с высокой помехозащищенностью и повышенным быстродействием.The authors were faced with the task of creating a control system for the position and control of the mini-shield for the construction of mini-tunnels, which has reduced overall dimensions, using a static system to determine the spatial coordinates of the mini-shield with high accuracy, as well as the possibility of real-time communication with the equipment installed on the mini-panel using a laser beam with high noise immunity and increased speed.

Эта задача решена тем, что помимо оптического задатчика направления и фотоприемного блока система имеет блок управления оптическим задатчиком направления, вход которого соединен с первым выходом блока согласования сигналов, а выход с оптическим задатчиком направления, формирующим сфокусированный лазерный луч, подаваемый на хвостовую и ножевую матрицы фотоприемного блока, расположенного на минищите. Выходы хвостовой и ножевой матриц соединены с шинными формирователями, кроме того, выходы хвостовой матрицы также соединены с блоком формирования сигнала прерывания и коммутатором. Выходы шинных формирователей, блока формирования сигнала прерывания и коммутатора соединены с входами микроконтроллера, а их дополнительные входы управления связаны с выходами микроконтроллера. Другие выходы микроконтроллера соединены с двумя дешифраторами, выходы одного из которых соединены с ножевой матрицей, а выходы другого - с модулем фонового опроса хвостовой матрицы, выход которого, в свою очередь, соединен с хвостовой матрицей. Другие выходы микроконтроллера соединены с блоком управления оптическим передатчиком, который своим выходом подключен к оптическому передатчику, формирующему сфокусированный лазерный луч в направлении, противоположном направлению движения минищита, и оптически соединенного с фотоприемным устройством, расположенным в исходной точке тоннеля. Выход фотоприемного устройства соединен со вторым входом блока согласования сигналов, а тот в свою очередь вторым выходом и первым входом с электронно-вычислительным комплексом. Также оптический передатчик, расположенный на минищите, кинематически соединен с валом электропривода поворота в вертикальной плоскости и валом электропривода поворота в горизонтальной плоскости, входы и контрольные выходы которых соединены с блоком контроля и управления электроприводами, который, в свою очередь, соединен с микроконтроллером. Дополнительные входы и выходы микроконтроллера соединены с устройством управления механизмами минищита.This problem is solved in that, in addition to the optical direction sensor and the photodetector, the system has a control unit for the optical direction sensor, the input of which is connected to the first output of the signal matching unit, and the output with the optical direction sensor forming a focused laser beam supplied to the tail and knife photodetector arrays block located on the mini-shield. The outputs of the tail and knife matrices are connected to the bus drivers, in addition, the outputs of the tail matrix are also connected to the interrupt signal generating unit and the switch. The outputs of the bus drivers, the interrupt signal conditioning unit and the switch are connected to the inputs of the microcontroller, and their additional control inputs are connected to the outputs of the microcontroller. Other outputs of the microcontroller are connected to two decoders, the outputs of one of which are connected to the knife matrix, and the outputs of the other to the background poll module of the tail matrix, the output of which, in turn, is connected to the tail matrix. Other outputs of the microcontroller are connected to the control unit of the optical transmitter, which is connected to the optical transmitter by its output, which forms a focused laser beam in the direction opposite to the direction of movement of the mini-shield, and is optically connected to a photodetector located at the starting point of the tunnel. The output of the photodetector is connected to the second input of the signal matching unit, and that in turn is the second output and the first input with an electronic computer complex. Also, the optical transmitter located on the mini-shield is kinematically connected to the vertical rotation drive shaft and the horizontal rotation drive shaft, the inputs and control outputs of which are connected to the electric drive control and control unit, which, in turn, is connected to the microcontroller. Additional inputs and outputs of the microcontroller are connected to the control unit of the mini-shield mechanisms.

Сущность изобретения состоит в том, что введение в систему управления блока управления оптическим задатчиком направления и блока согласования сигналов позволяет осуществить преобразование информации, поступающей от электронно-вычислительного комплекса в виде электрических сигналов, в информацию, закодированную в модулированном лазерном излучении оптического задатчика направления. Введение в систему микроконтроллера, дешифраторов, модуля фонового опроса хвостовой матрицы, шинных формирователей, блока формирования сигнала прерывания и коммутатора позволяет осуществлять определение координат засвеченных фотоэлементов хвостовой и ножевой матриц и минищита в пространстве, а также принимать и обрабатывать информацию, поступающую от оптического задатчика направления в виде модулированного лазерного излучения. Применение блока управления оптическим передатчиком и оптического передатчика позволяет осуществить преобразование информации, подлежащей передаче на электронно-вычислительный комплекс, из электрической формы в модулированное лазерное излучение, а обратное преобразование ее в электрическую форму осуществляется с помощью фотоприемного устройства и блока согласования сигналов. Применение электроприводов, блока контроля и управления электроприводами, а также информации о положении минищита, поступающей от микроконтроллера, позволяет стабилизировать положение оптического передатчика в одном положении. Электронно-вычислительный комплекс позволяет оператору контролировать процесс строительства минитоннеля, а также осуществлять оперативное управлении минищитом.The essence of the invention lies in the fact that the introduction of a directional control unit and a signal matching unit into the control system of the control unit makes it possible to convert the information received from the electronic computer complex in the form of electrical signals into information encoded in the modulated laser radiation of the optical directional adjuster. Introduction to the system of a microcontroller, decoders, a background polling module for the tail matrix, bus formers, an interrupt signal generating unit and a switch allows determining the coordinates of the illuminated photocells of the tail and knife matrices and the mini-shield in space, as well as receiving and processing information coming from the optical direction transmitter to in the form of modulated laser radiation. The use of the control unit of the optical transmitter and the optical transmitter allows the conversion of information to be transmitted to the electronic computer complex from the electrical form to modulated laser radiation, and its reverse conversion into electrical form is carried out using a photodetector and signal matching unit. The use of electric drives, a control and management unit for electric drives, as well as information about the position of the mini-shield coming from the microcontroller, makes it possible to stabilize the position of the optical transmitter in one position. The electronic computer complex allows the operator to control the construction of the minitunnel, as well as to carry out operational control of the mini-shield.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором дана блочная схема системы контроля положения и управления движением минищита для строительства минитоннелей.The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of a position monitoring system and control the movement of the mini-panel for the construction of mini tunnels.

Система контроля положения и управления движением минищита для строительства минитоннелей состоит из электронно-вычислительного комплекса 1, к которому первым входом и вторым выходом подключен блок согласования сигналов 2. К первому выходу данного блока подключен блок управления 3 оптическим задатчиком 4 направления, а ко второму входу фотоприемное устройство 5. На минищите 6 установлена аппаратура, состоящая из фотоприемного блока 7, который включает в себя хвостовую 8 и ножевую 9 матрицы фотоэлементов, соединенные своими выходами с шинными формирователями 10, а те, в свою очередь, выходами и входами управления с микроконтроллером 11. Помимо этого выходы хвостовой матрицы 8 соединены с блоком формирования сигнала прерывания 12 и коммутатором 13, выходы и входы управления которых соединены с микроконтроллером 11. Также фотоприемный блок 7 включает в себя дешифраторы 14, подключенные своими входами к микроконтроллеру 11. Один из дешифраторов 14 выходами подключен к ножевой матрице 9, а второй - к модулю 15 фонового опроса хвостовой матрицы 8. Кроме фотоприемного блока 7 на минищите 6 установлен блок управления 16 оптическим передатчиком 17, электроприводы 18 и 19 поворота оптического передатчика 17 в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно и кинематически соединенных с оптическим передатчиком 17. Электроприводы 18 и 19 своими входами и информационными выходами соединены с блоком контроля и управления 20 электроприводами. Также на минищите 6 установлено устройство 21 управления механизмами минищита 6, подключенное информационными входами и выходами к микроконтроллеру 11.The control system for the position and control the movement of the mini-shield for the construction of minitunnels consists of an electronic computer complex 1, to which the signal input unit 2 is connected to the first input and second output, and the control unit 3 is connected to the first output of this unit 4 with a 4-way optical master, and the photodetector is connected to the second device 5. On the mini-shield 6, equipment is installed, consisting of a photodetector unit 7, which includes a tail 8 and knife 9 photocell arrays connected by their outputs to the bus shapers 10, and those, in turn, the control outputs and inputs with the microcontroller 11. In addition, the outputs of the tail matrix 8 are connected to the interrupt signal generating unit 12 and the switch 13, the control outputs and inputs of which are connected to the microcontroller 11. Also, the photodetector unit 7 includes decoders 14 connected by their inputs to the microcontroller 11. One of the decoders 14 outputs is connected to the knife matrix 9, and the second to the module 15 of the background survey of the tail matrix 8. In addition to the photodetector unit 7 on the mini-screen 6 Credited control unit 16, an optical transmitter 17, actuators 18 and 19, rotation of the optical transmitter 17 in the vertical and horizontal planes respectively and kinematically connected to the optical transmitter 17. The actuators 18 and 19 of its inputs and data outputs are connected to the monitoring and control unit 20 electric. Also on the mini-shield 6 there is installed a device 21 for controlling the mechanisms of the mini-shield 6, connected by information inputs and outputs to the microcontroller 11.

Работает вся система следующим образом. Перед началом процесса сооружения минитоннеля производится включение всей аппаратуры, входящей в систему контроля положения и управления движением минищита 6 для строительства минитоннелей. Блок управления 3 оптическим задатчиком 4 направления начинает вырабатывать сигналы, которые поступают на оптический задатчик 4 направления и приводят его в режим генерации постоянного лазерного излучения, направленного в сторону минищита 6. Генерируемый лазерный луч попадает на хвостовую 8 и ножевую 9 матрицы фотоприемного блока 7, тем самым засвечивая на них фоточувствительные элементы, объединенные системой горизонтальных (строки) и вертикальных (столбцы) информационных линий. Микроконтроллер 11 по циклу производит выработку сигналов управления, поступающих на дешифраторы 14, поочередно приводя их в действие. Дешифраторы 14 производят дешифрирование сигналов, поступающих от микроконтроллера 11, и подают их на горизонтальные (строки) информационные линии хвостовой 8 и ножевой 9 матриц. Через горизонтальные информационные линии матриц и засвеченные фоточувствительные элементы сигналы от дешифраторов 14 поступают на вертикальные (столбцы) информационные линии и далее на шинные формирователи 10, активируемые попарно с дешифраторами 14 и предназначенные для мультиплексирования выходных информационных линий хвостовой 8 и ножевой 9 матриц. С шинных формирователей 10 сигналы передаются на входы микроконтроллера 11 и обрабатываются в нем. Зная код (номер сканируемой строки), подаваемый на дешифраторы 14, и анализируя информацию, поступающую с шинных формирователей 10, на предмет появления активного сигнала на линиях, вычисляются координаты засвеченных фоточувствительных элементов и координаты положения минищита 6 в пространстве относительно проектной оси тоннеля. В случае ухода минищита 6 от проектной оси микроконтроллер 11 вырабатывает сигналы управления, которые поступают на устройство управления 21 механизмами минищита 6 для корректировки его пространственного положения. В таком режиме система работает как автоматическая, но иногда необходимо осуществлять дистанционное управление исполнительными механизмами минищита 6 или производить обмен информацией с аппаратурой, установленной на минищите 6. Для этого в системе предусмотрена возможность оперативного обмена информацией посредством лазерного луча. Оператор, находясь за пультом электронно-вычислительного комплекса 1, в диалоговом режиме осуществляет выбор тех или иных команд управления, которые должны привести к определенным событиям на минищите 6. Электронно-вычислительный комплекс 1 осуществляет выработку сигналов управления в соответствии с выбранными командами, которые поступают на блок согласования сигналов 2 для преобразования в стандартную цифровую форму и далее на блок управления 3 оптическим задатчиком 4 направления, который в соответствии с поступающими сигналами вырабатывает сигналы управления оптическим задатчиком 4 направления для генерирования им модулированного лазерного излучения. Как только модулированный луч попадает на хвостовую матрицу 8, блок формирования сигнала прерывания 12 вырабатывает сигнал прерывания, который переводит микроконтроллер 11 в режим подготовки к приему информации. Микроконтроллер 11 производит сканирование хвостовой матрицы 8 и определяет координаты засвеченных фоточувствительных элементов, далее он вырабатывает сигналы, настраивающие коммутатор 13 на прием и передачу информации с засвеченного фоточувствительного элемента на вход микроконтроллера 11. Далее он ожидает момент начала приема информации в последовательном формате и осуществляет ее прием. По завершении приема информации, микроконтроллер 11 производит ее декодирование и выработку тех или иных сигналов управления исполнительными механизмами минищита 6 и переходит в режим передачи служебной информации на пульт оператора. Для этого перед началом передачи служебной информации микроконтроллер 11 передает информацию об углах между осью минищита 6 и проектной осью тоннеля в вертикальной и горизонтальной плоскостях на блок контроля и управления 20 электроприводами 18 и 19 для осуществления, при необходимости, стабилизации положения оптического передатчика 17. После этого он осуществляет выработку сигналов по последовательному каналу связи. Данные сигналы поступают на блок управления 16 оптическим передатчиком 17 и далее на оптический передатчик 17 для генерации им модулированного лазерного излучения в сторону, противоположную направлению движения минищита 6. Модулированный луч попадает на фотоприемное устройство 5 и преобразуется в электрические импульсы, которые поступают на блок согласовании сигналов 2 и преобразуются в цифровую форму, приемлемую для электронно-вычислительного комплекса 1. Полученный нормализованный сигнал поступает в электронно-вычислительный комплекс 1, где и обрабатывается по определенному алгоритму. После завершения передачи информации на пульт оператора микроконтроллер 11 возвращается в режим сканирования хвостовой 8 и ножевой 9 матриц для определения пространственных координат минищита 6 и стабилизации его положения.The whole system works as follows. Before starting the construction of the minitunnel, all the equipment included in the position monitoring and control system for the mini-shield 6 for the construction of minitunnels is turned on. The control unit 3 of the optical direction sensor 4 starts to generate signals that are transmitted to the optical sensor 4 directions and bring it into the mode of generating constant laser radiation directed towards the mini-shield 6. The generated laser beam hits the tail 8 and knife 9 of the photodetector array 7, most illuminating photosensitive elements on them, united by a system of horizontal (rows) and vertical (columns) information lines. The microcontroller 11 cycles through the generation of control signals supplied to the decoders 14, alternately driving them. Decoders 14 decode the signals coming from the microcontroller 11, and feed them to the horizontal (lines) information lines of the tail 8 and knife 9 of the matrix. Through horizontal information lines of the matrices and illuminated photosensitive elements, signals from decoders 14 are sent to vertical (columns) information lines and then to bus drivers 10, activated in pairs with decoders 14 and designed for multiplexing the output information lines of the tail 8 and knife 9 of the matrices. From the bus drivers 10, the signals are transmitted to the inputs of the microcontroller 11 and processed in it. Knowing the code (number of the scanned line) supplied to the decoders 14 and analyzing the information received from the bus drivers 10 for the appearance of an active signal on the lines, the coordinates of the illuminated photosensitive elements and the coordinates of the position of the mini-shield 6 in space relative to the tunnel project axis are calculated. If the mini-shield 6 leaves the project axis, the microcontroller 11 generates control signals that are sent to the control device 21 of the mini-shield 6 mechanisms to adjust its spatial position. In this mode, the system operates as automatic, but sometimes it is necessary to remotely control the actuators of the mini-shield 6 or exchange information with the equipment installed on the mini-shield 6. For this, the system provides the possibility of rapid exchange of information through a laser beam. The operator, being at the console of the electronic computer complex 1, in the interactive mode selects certain control commands that should lead to certain events on the mini-shield 6. The electronic computer complex 1 generates control signals in accordance with the selected commands that are received on a signal matching unit 2 for conversion to a standard digital form and then to a control unit 3 with an optical adjuster 4 of the direction, which, in accordance with the incoming signals, is selected Pipeline control signals to the optical direction setter 4 for generating laser radiation modulated by them. As soon as the modulated beam hits the tail matrix 8, the interrupt signal generating unit 12 generates an interrupt signal, which puts the microcontroller 11 in preparation for receiving information. The microcontroller 11 scans the tail matrix 8 and determines the coordinates of the illuminated photosensitive elements, then it generates signals that configure the switch 13 to receive and transmit information from the illuminated photosensitive element to the input of the microcontroller 11. Next, it waits for the start of receiving information in a serial format and receives it . Upon completion of the reception of information, the microcontroller 11 decodes it and generates certain control signals for the actuators of the mini-shield 6 and switches to the transmission of service information to the operator’s console. To do this, before starting the transfer of service information, the microcontroller 11 transmits information about the angles between the axis of the mini-shield 6 and the project axis of the tunnel in vertical and horizontal planes to the control and control unit 20 of the electric drives 18 and 19 to carry out, if necessary, stabilize the position of the optical transmitter 17. After that It carries out the generation of signals through a serial communication channel. These signals are fed to the control unit 16 by the optical transmitter 17 and then to the optical transmitter 17 to generate modulated laser radiation in the direction opposite to the direction of movement of the mini-shield 6. The modulated beam enters the photodetector 5 and is converted into electrical pulses that are transmitted to the signal matching unit 2 and are converted into a digital form acceptable for the electronic computer complex 1. The received normalized signal is fed to the electronic computer complex 1, where it is processed by a certain algorithm. After completion of the transfer of information to the operator’s console, the microcontroller 11 returns to the scanning mode of the tail 8 and knife 9 matrices to determine the spatial coordinates of the mini-shield 6 and stabilize its position.

Для корректного срабатывания блока формирования сигнала прерывания 12 в систему введен блок 15 фонового опроса хвостовой матрицы 8, позволяющий отреагировать на появление модулированного луча вне зависимости от того, какую из матриц хвостовую 8 или ножевую 9 в данный момент времени сканирует микроконтроллер 11.For the correct operation of the block for generating the interrupt signal 12, a block 15 of the background polling of the tail matrix 8 has been introduced into the system, which makes it possible to respond to the appearance of a modulated beam regardless of which of the matrices tail 8 or knife 9 is currently being scanned by the microcontroller 11.

Во время движения минищита 6 может происходить отклонение его продольной оси от проектной оси тоннеля, и в этом случае оптический передатчик 17 также будет изменять свое положение в пространстве, что не допустимо. Для разрешения данной ситуации оптический передатчик 17 монтируется на специальной платформе, горизонтальное и вертикальное положение которой обеспечивается электроприводами 18 и 19. Управление данными электроприводами осуществляется блоком контроля и управления 20 электроприводами 18 и 19 по информации, поступающей от микроконтроллера 11.During the movement of the mini-shield 6, a deviation of its longitudinal axis from the design axis of the tunnel may occur, in which case the optical transmitter 17 will also change its position in space, which is not permissible. To resolve this situation, the optical transmitter 17 is mounted on a special platform, the horizontal and vertical position of which is provided by electric drives 18 and 19. These electric drives are controlled by the control and control unit 20 of electric drives 18 and 19 according to information received from microcontroller 11.

Создание этой системы позволяет: уменьшить габаритные размеры аппаратуры за счет применения современной элементной базы; определять пространственные координаты минищита относительно проектной оси строительства тоннеля с высокой точностью; осуществлять оперативную связь с аппаратурой, установленной на минищите, посредством лазерного луча с высокой помехозащищенностью и повышенным быстродействием.The creation of this system allows you to: reduce the overall dimensions of the equipment through the use of modern elemental base; determine the spatial coordinates of the mini-shield relative to the design axis of the tunnel construction with high accuracy; to carry out operational communication with the equipment installed on the mini-shield, by means of a laser beam with high noise immunity and increased speed.

В лабораториях ГОУ ВПО Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасский политехнический институт) и Общества с ограниченной ответственностью научно-производственного предприятия «ВНИКО» создан макетный образец предлагаемой системы контроля положения и управления движением минищита для строительства минитоннелей, проведены лабораторные испытания, подтвердившие работоспособность, полезность этой системы, высокий изобретательский уровень.In the laboratories of the State Educational Institution of Higher Professional Education of the South Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute) and the VNIKO Scientific and Production Enterprise Limited Liability Company, a prototype of the proposed position control system and mini-board movement control system for the construction of mini-tunnels has been created, laboratory tests have been carried out to confirm operability and usefulness of this system, a high inventive step.

Проведенные патентно-информационные исследования говорят о новизне разработанной системы.Conducted patent information research speaks of the novelty of the developed system.

На основании вышеизложенного считаем, что предлагаемая нами «Система контроля положения и управления движением минищита для строительства минитоннелей» может быть защищена патентом Российской Федерации.Based on the foregoing, we believe that our proposed “System for monitoring the position and controlling the movement of the mini-shield for the construction of mini tunnels” can be protected by a patent of the Russian Federation.

Claims

A control system for the position and control the movement of the mini-shield for the construction of mini-tunnels, containing an optical direction adjuster, a photodetector, characterized in that it is equipped with a control unit for an optical direction adjuster, the input of which is connected to the first output of the signal matching unit, and the output to the optical adjuster direction forming a focused laser beam entering the tail and knife matrices of the photodetector unit, and their outputs are connected to bus shapers, the outputs of which are connected to microcontroller, also the outputs of the tail matrix are connected to the interrupt signal generating unit and the switch, the outputs of which are connected to the microcontroller, the outputs of the microcontroller are connected to two decoders, the output of one of which is connected to the knife matrix, and the output of the other to the background poll module of the tail matrix, the output of which in turn, is connected to the tail matrix, while the other outputs of the microcontroller are connected to the control unit of the optical transmitter, the output of which is connected to the optical front a sensor that generates a focused laser beam in the opposite direction to the mini-shield and optically connected to a photodetector, the output of which is connected to the second input of the signal matching unit, and the latter, in turn, to the second output and the first input, to electronic-computing complex, while the optical transmitter is kinematically connected to the shaft of the electric drive of rotation in the vertical plane and the shaft of the electric drive of rotation in the horizontal plane, the inputs and control outputs of which connected to the control unit and the electric drive control, which, in turn, is connected to the microcontroller, additional inputs and outputs of the microcontroller are connected to the control device of the mini-shield mechanisms.