WO2021010865A1 - Блок обработки, управления и отображения информации - Google Patents
Блок обработки, управления и отображения информации Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021010865A1 WO2021010865A1 PCT/RU2020/000336 RU2020000336W WO2021010865A1 WO 2021010865 A1 WO2021010865 A1 WO 2021010865A1 RU 2020000336 W RU2020000336 W RU 2020000336W WO 2021010865 A1 WO2021010865 A1 WO 2021010865A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- voltage
- control
- output
- processing
- information
- Prior art date
Links
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
- G05B19/00—Programme-control systems
Definitions
- the invention relates to a device used as part of measuring and control systems, for example, as part of measuring and control systems of safety or automated control systems for technological processes (hereinafter referred to as APCS), which can be used both at radiation hazardous facilities associated with the use of sources ionizing radiation (for example, at nuclear and energy facilities) and at industrial facilities.
- APCS a device used as part of measuring and control systems, for example, as part of measuring and control systems of safety or automated control systems for technological processes
- APCS technological processes
- Such devices are used to continuously monitor the values of a physical parameter (for example, dose rate, activity, surface activity, volumetric or specific activity, flux density or flux of ionizing radiation, medium flow rate, medium or body mass, electric current, medium or body temperature, pressure medium, speed of the medium or body, speed of rotation, force, moment of force, luminous flux, intensity of magnetic or electric fields) by measuring its value, issuing information about measured parameters, as well as generating a control signal to the upper level devices of the APCS, including to external alarm devices or actuators when the set threshold is exceeded.
- a physical parameter for example, dose rate, activity, surface activity, volumetric or specific activity, flux density or flux of ionizing radiation, medium flow rate, medium or body mass, electric current, medium or body temperature, pressure medium, speed of the medium or body, speed of rotation, force, moment of force, luminous flux, intensity of magnetic or electric fields
- the device can be used to control the physical parameter not exceeding the set threshold value, to control the tightness of technological equipment (steam generators, heat exchangers of the second or third circuits of a nuclear power plant (hereinafter referred to as NPP) or to control the flow of a technological process at an industrial facility.
- NPP nuclear power plant
- Such a device can be used in systems safety at nuclear power plants for monitoring any technological facilities containing radioactive media, for example, for monitoring the tightness of steam generators, heat exchangers of the second or third circuits; monitoring emissions and discharges of nuclear power plants, etc.
- a device for processing and measuring a signal coming from a scintillation detection unit (hereinafter referred to as a detecting unit), which registers ionizing radiation from technological equipment, and generates a control signal when the measurement result of a specified threshold value is exceeded.
- the device contains a block for primary processing of information, which receives a frequency pulse signal from the output of the OBD, containing a power supply, amplifier and discriminators of the first and second measuring channels, as well as a computer-based information processing unit (hereinafter referred to as the processor unit) and a communication unit of the primary information processing unit with the processing unit (hereinafter referred to as the communication unit).
- the OBD output is connected to the amplifier input, the outputs of which are connected to the inputs of the discriminators, and the outputs of the discriminators are connected to the inputs of the communication unit.
- the device When operating in the absence of leakage of technological equipment and exposure to an external source of ionizing radiation, the device synchronously measures the background signals (number of pulses) in the first and second measuring channels, and then, using the algorithms embedded in the software (hereinafter referred to as software) of the processor unit, a comparison of the measurement results is carried out with the values of threshold settings and generating a signal about the presence or absence of a leak (SU 1795803, publication date 09/27/1996).
- the processor unit in which the information is processed, is built on the basis of microprocessor technology and operates under the control of embedded software.
- the built-in software provides processing of the input signal from the detection unit according to the specified algorithms, as well as the ability to set individual configuration and tuning constants (taking into account the detection unit sensitivity, dead time, measurement time, specified measurement error, threshold settings, etc.) and diagnostics performance.
- the disadvantages of the device include the lack of built-in protection of the OBD electrical circuits against impulse noise and overvoltage, the absence of a built-in device for displaying information received from the OBD and on the operation of the processing, control and display unit itself, including information on the design identifier (KKS) of the measuring channel, current value and units of a physical quantity, the average count rate of the number of pulses in the measuring channel, the presence of exceeding the threshold levels and a malfunction of the measuring channel, as well as a long response time of the unit that generates a control signal, including alarm, which, in the event of an emergency condition, should not exceed a certain value set in the design documentation, taking into account the flow of technological processes in the controlled facility, so as not to provoke an accident, which is the most important parameter of such units and directly affects the safety of the controlled facility.
- KS design identifier
- analogue is also a threshold unit for controlling the operating mode of an actuator or technological equipment (RU2661761, publication date 07.19.2018), which contains a threshold unit consisting of input digital pulse counter, made with the possibility of connecting to the output of a device that converts the physical parameter acting on it into a frequency pulse signal, a clock frequency generator, a timer digital pulse counter, the input of which is connected to the output of the clock frequency generator, and the output is connected to the reset input of the input digital pulse counter; threshold RS trigger, input R of which is connected to the output of the input digital pulse counter and the reset input of the timer digital impulse counter, input S is connected to the reset input of the input digital impulse counter and to the output of the timer digital impulse counter, and the output is the control output of the threshold control unit.
- the threshold RS flip-flop is configured to generate a control signal when the value of the input frequency signal exceeds the threshold frequency, and the control signal is intended to be transmitted to the actuators or technological equipment.
- the disadvantages of the analogue are the lack of the ability to display information about the operation of the database, as well as the low information content of the device due to the use of elements of "hard” logic that can generate only a signal about exceeding or not exceeding threshold settings. Disclosure of invention
- the technical problem of the claimed invention is the need to overcome the technical disadvantages inherent in analogs, which leads to the need to create an effective unit for processing, control and display of information.
- the technical result of the claimed invention is to increase the safety of the controlled object or technological equipment, as well as to increase the information content, reliability and security of the processing, control and display unit.
- the technical result of the claimed invention is achieved by creating a block for processing, control and display of information (hereinafter - BOU), consisting of a body (1) containing:
- LC filter (2) designed to suppress high-frequency noise when connected to an AC mains, the output of which is connected to the first power module (3), the first power module (hereinafter - PMP) (3), made with the ability to convert the AC mains voltage into a low-voltage stabilized DC voltage, the input of which is connected to the LC-filter (2),
- the second power module (hereinafter - VMP) (4), designed to convert low-voltage stabilized DC voltage into a stabilized voltage direct current required to power the electronic circuit of the controller unit (8), as well as to ensure galvanic isolation between the electronic circuits of the ACU and external technical means (hereinafter - TC), while the input of the second power module (4) is connected to the output of the first power module ( 3), and the output is connected to the input of the controller node (8),
- the third power module (hereinafter - TMP) (5), designed to convert the low-voltage stabilized DC voltage into a low-voltage stabilized DC voltage, which is necessary to power the electronic circuits of the device that converts the physical parameter acting on it into a frequency pulse signal (hereinafter - the UPS) ( 1 1), for example, a detector of ionizing radiation, as well as to ensure galvanic isolation between the electronic circuits of the BOU and external vehicles, while the output of the third power module (5) is connected to the input of the first protective device,
- the first protective device (hereinafter - ROM) (6) against the effects of impulse noise and overvoltage, made with the possibility of connecting its output with the UPS (1 1), designed to protect the electronic circuits of the unit and its low-voltage electrical circuits,
- controller node (hereinafter - CC) (8), made with the possibility of receiving and converting frequency pulse signals coming from the UPS (11) into digital codes, converting into an information array of data, transferring data to upper-level equipment (9) or a portable tuning PC, as well as controlling external means of light and sound signaling (12) and generating signals for switching on an external actuator (13), measuring the signal value and transmitting an output control signal to the external actuator (13) in case of exceeding the measured value of the setpoint signal),
- the LC filter (2) is configured to connect its output to the input of a varistor filter (hereinafter referred to as VF) to suppress impulse noise, the output of which can be connected to the first power module (3).
- VF varistor filter
- the first power module (3) is configured to connect a second protective device (hereinafter - VZU) (7) of the electronic circuitry of the unit against nanosecond and microsecond impulse noise, designed to connect it to the UPS (11) as well as the second (4) and third power modules (5).
- a second protective device hereinafter - VZU
- the controller unit (8) can be configured with the ability to connect a front cover opening sensor (hereinafter referred to as the DOK) (16), designed to transmit information about the opening of the ECU housing to protect against unauthorized actions, as well as the ability to connect a light indicator (hereinafter referred to as the LED) ( 15), designed to provide information about the performance of the UPS (1 1) and the BOU, which allows you to diagnose the state not only with the help of software, but also visually, as well as the ability to connect an alphanumeric liquid crystal module (hereinafter referred to as the LCD module) (10), made with the ability to display information received from the UPS (11) and about the work of the RCD itself, including information about the design identifier (KKS) of the measuring channel, the current value and units of the physical quantity, the average counting rate of the number of pulses along the measuring channel in the averaging interval from 1 to 999 seconds with the indication of the first or second measurement subrange, the presence of exceeding the threshold levels ( if they are exceeded), as well as a malfunction of the measuring channel
- the device is made with the possibility of sequential networking via a data transmission channel with the subsequent output of the signal to the upper level TS of the APCS (9), which ensures an increase in the efficiency of information exchange, while the failure of one of the devices does not lead to failure the rest of the networked BOU.
- An actuator (13) should be understood as any mechanism to which a control action can be directed in order to organize the flow of the necessary technological process in accordance with algorithms included in the design documentation.
- the following can be used as actuators (13) that can be controlled by the ACU: relays, light and sound equipment, various electronic equipment, or any other actuator.
- Process equipment means any process equipment, for example, a steam generator, heat exchangers, ventilation systems, a ventilation pipe, a waste pipe, process circuits and containers for various purposes, control tanks, motors, generators, etc.
- BOU can be used both at radiation-hazardous facilities and have a wider application at any industrial facilities, where automated process control systems can be used based on sensor signals that convert the physical parameters affecting them into frequency pulse signals.
- ionizing radiation detectors can be used that control such radiation parameters as, for example: dose rate, activity, surface activity, volumetric or specific activity, flux density or ionizing radiation flux, in which for converting the energy of ionizing radiation scintillation, gas-discharge or semiconductor detectors, or sensors that convert into a frequency pulse signal such physical parameters as: flow rate of a medium, mass of a medium or body, electric current, temperature of a medium or body, pressure of a medium, speed of a medium or body, rotation speed, force, moment of force, luminous flux, magnetic or electric field strength.
- the registration of a physical parameter (for example, radiation) and its transformation into a frequency pulse signal by means of the UPS, carried out using the invention, has a number of features that are associated with the fact that the UPS converts a physical parameter into a frequency pulse signal with some inherent error, except Moreover, the physical parameter, even if there are no reasons for its change in time, fluctuates with some scatter around the average value. As a result, the current value of the physical parameter (for example, radiation) acting on the UPS does not correspond to the current value of the pulse signal frequency at the UPS output, but the pulse frequency averaged over a certain time interval, which is determined by assigning the accumulated number of pulses using digital or analog pulse counters to the accumulation (averaging) time interval.
- FIG. 1 shows a block diagram of the BOU with connected to it UPS (11), OVU (9), LCD module (10), as well as an external signaling device (12) and an actuator (13) connected through a terminal box.
- Figure 2 shows a block diagram of a private version of the claimed BOU.
- a device that converts the physical parameter acting on it into a frequency pulse signal (UPS)
- the BOU shown in Fig L consists of a housing (1) containing an LC filter (2), the output of which is connected to the input of the first power module (3), which converts the AC mains voltage supplied to it into a low-voltage stabilized DC voltage, which through its outputs go to the second (4) and third (5) power modules, which convert the low-voltage stabilized DC voltage supplied from the first power module (3) into a low-voltage stabilized DC voltage required to power the electronic circuit of the controller unit (8), and, accordingly, the electronic circuits of the UPS (1 1), while the output of the third power module (5) is connected to the input of the first protective device (6) against impulse noise and overvoltage, intended to protect the electronic circuits of the UPS (1 1) and its low-voltage electrical circuits, and the output of the first protective device (6) is directly connected to the UPS (1 1).
- the controller node (8) receives and converts pulse signals coming from the UPS (1 1) into digital codes, converts data into an information array, transmits data to the upper level equipment of the ACS TP (9) or a portable tuning PC, displays information about the operation of the device, as well as information coming from the UPS
- FIG. 2 shows a particular case of the invention, in which a varistor filter (17) is connected to the output of the LC filter (2), connected to the output of the first power module (3) is connected to the second protective device (7) of the electronic circuits of the unit from nanosecond and microsecond impulse noise, connected to the second (4) and third (5) power modules, and a light indicator (LED) (15) and a front cover opening sensor (16) can be connected to the controller unit (8).
- a varistor filter (17) is connected to the output of the LC filter (2), connected to the output of the first power module (3) is connected to the second protective device (7) of the electronic circuits of the unit from nanosecond and microsecond impulse noise, connected to the second (4) and third (5) power modules, and a light indicator (LED) (15) and a front cover opening sensor (16) can be connected to the controller unit (8).
- LED light indicator
- the ACU is made in a single body (1).
- the BOU there are connectors for connecting the UPS (for example, a DB) (11) and external interfaces.
- the BOU can transmit control signals either to a "dry" contact or to an external signaling device (12). If it is necessary to connect an external signaling device (12) and an actuator (13) at the same time, they can be connected to the device through the terminal box (14).
- the BOU is connected to the AC network using a network cable.
- the communication cable with a portable tuning PC is connected to the “RS-232” connector of the controller node (8).
- the principle of operation of the ACU is based on the conversion of electrical impulse signals from the UPS (11) into digital codes, which are converted using specialized software and hardware of the unit:
- First module power power supply (3) is 60 W.
- the voltage +12 V (48V) is converted with the help of the second (4) and third (5) power modules into a stabilized DC voltage with a value of ⁇ 12 V, +5 V, respectively.
- + 5V voltage is supplied to power the electronic circuits in the controller unit (8).
- the microcontroller which is part of the controller unit (8), initializes the operation of the ECU elements, reads the parameters necessary for operation from the non-volatile memory of the EEPROM type, checks the configuration integrity by calculating the checksum.
- a green LED indicator (15) turns on on the front panel of the ACU.
- this LED indicator (15) starts blinking.
- this LED indicator (15) does not light up.
- Voltage ⁇ 12 V passing through the first protective device (6) against the effects of impulse noise and overvoltage is used to power the UPS (11), which is connected to the unit.
- frequency pulse signals are received, which carry information about the value of the monitored parameters.
- These signals through the contacts of the microcontroller connector pass through a two-channel input circuit, assembled on 4 chip resistors and two diodes that ensure matching with the cable route, and optocouplers that provide galvanic decoupling from the UPS (11), and through the shapers that provide normalization of signals in duration, are fed to the inputs of the sixteen-bit timers / counters of the microcontroller.
- a microcontroller of the ATmegal28 type can be used, which has six parallel eight-bit I / O ports, two independent universal synchronous / asynchronous USART transceivers, four timers / counters, as well as built-in program ROM (128 KB), RAM (4 KB) and non-volatile EEPROM memory (4 KB).
- This microcontroller provides, in accordance with the laid down algorithm, the following main functions:
- the microcontroller after converting the pulse signals into an information digital code, processes the received data.
- the measurement result is compared with the threshold values, which are stored in the non-volatile memory of the microcontroller and can be changed using a special computer program pre-installed on a portable tuning PC. For this, a PC is connected using a communication cable.
- a USART transceiver can be used to work with a PC in the microcontroller. Matching of signal levels and galvanic isolation of the unit from the PC can be provided through the ADM232A signal conditioner.
- the software used should provide the ability to test the unit, write the parameters of the UPS (for example, DB) (1 1) and other information in the non-volatile memory, work with the archive using a portable tuning PC.
- the microcontroller communicates with the RS-485 trunk channels using the USART transceiver.
- Information signals from the microcontroller pass through a trunk transceiver, for example, of the ADM2483 type, which provides interface with a trunk channel such as RS-level signals, as well as galvanic isolation from other devices connected to this channel.
- a trunk transceiver for example, of the ADM2483 type, which provides interface with a trunk channel such as RS-level signals, as well as galvanic isolation from other devices connected to this channel.
- a trunk transceiver for example, of the ADM2483 type, which provides interface with a trunk channel such as RS-level signals, as well as galvanic isolation from other devices connected to this channel.
- a trunk transceiver for example, of the ADM2483 type, which provides interface with a trunk channel such as RS-level signals, as well as galvanic isolation from other devices connected to this channel.
- self-resetting fuses of type 0805 P010TS.
- Alarm signals are transmitted to an external annunciator (12), if connected. If any actuator (13) is connected to the "dry contact", the unit allows you to turn on or off this mechanism when exceeding corresponding threshold.
- a terminal box (14) is used, the input of which is connected to the output of the controller unit (8), and the outputs, respectively, to an external signaling device (12) and an actuator (13).
- the sound signal can be turned off by pressing the "SOUND OFF" button on the upper mounting panel of the unit, located under the front panel. To turn off the audible alarm, open the front panel using the key included in the delivery set, press and hold the "SOUND OFF" button until the audible alarm stops, then close the front panel. When the audible alarm is disabled, the alarm light function is retained.
- an alphanumeric LCD module (10), for example, of the RS-2004-A type, connected to the node can be located inside the housing (1) of the MCU controller (8).
- the ACU front cover opening sensor is connected to the controller unit.
- the opening signal is sent to the controller unit (8), which sends the signal to the upper level device of the automated process control system (9) and to the LCD module (10), if any.
- Devices can be combined into a single network by connecting them through an external network interface of the RS-485 type, that is, the output of the external interface of the RS-485 type of one device is connected to the input of the external interface of the RS-485 type of another device, or by connecting the devices to a single trunk channel , after which the signal is output to the upper level device of the APCS (9).
- the ACU in the receiving mode via two independent pulse-frequency channels of data from the UPS (for example, a DB) (11) provides reception and processing of frequency pulse signals for each of the two channels.
- the software provides an adaptive mode for measuring the average pulse count rate from the U PS (11) by automatically selecting the measurement mode: T-mode or N-mode, for each channel.
- the average pulse count rate from the PS (for example, DB) (1 1) is converted into the value of the controlled parameter (physical quantity) according to the specified algorithm.
- the BOU software provides the setting (for each channel) in the memory of the controller node (8) the time for measuring Tc in the T-mode in the range from 1 to 1 TO 5 s with a discreteness of 1 s, and in the N-mode - the number of pulses in the range from 1 to 10 8 imp.
- the calculation of the average pulse count rate for each channel is performed by the method of a cyclic set of pulses N for a time interval T.
- two measurement modes are used - T-mode and N-mode, differing in that in the first case, with a fixed measurement time Tc, a set of N pulses is recorded , and in the second case, at a fixed value of the recruited number of pulses Nc, the measurement time T is recorded.
- the software should automatically select the measurement mode depending on which event occurred earlier - the fixed time of Tc measurement has ended, or the number of accumulated pulses is exceeded over the fixed value of Nc.
- the main measurement mode is the N-mode
- the T-mode is usually used at the beginning of the range (but may not be used at all if a decrease in the measurement time is not required at low pulse count rates).
- the calculation of the radiation parameter (physical quantity) from the measured values of the average pulse count rate is carried out according to the following formula:
- - h and hf are the values of the average pulse count rate due to the impact on the measuring channel of the UPS (for example, DB) (11) by a controlled parameter with a background and a separate background, respectively, in s 1 ;
- the UPS channel (11) is powered and when calculating the controlled parameter according to formula (1), the value of the average pulse count rate at the output of the sensitive channel is used.
- the UPS failure signal is issued.
- the claimed invention provides the possibility of creating an ECU intended for processing the input frequency signal coming from the PS (1 1), transmitting the processed information to the upper-level equipment (9), the possibility of displaying it on the built-in alphanumeric LCD module (10 ), reliable and prompt generation of a control signal for the operating mode of the controlled object due to the use of the controller unit in the control unit (8), as well as due to the timely detection and elimination of failures in the operation of the UPS (1 1) due to automatic diagnostics of the possible presence of a malfunction of the UPS (1 1) and / or a break in the communication cable and the possibility of their indication on the ACU with a light indicator (15), the possibility of protection against unwanted effects when installing the sensor for opening the front cover (16) and, in addition, protected from the effects of impulse noise and overvoltage due to the use of LC -filter (2), power modules (3,4,5) and protective devices (6,7), which ultimately provides increasing the safety of the controlled
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительным и управляющим системам, например, на радиационно-опасных объектах. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение безопасности контролируемого объекта или технологического оборудования, а также повышение информативности, надежности и защищенности блока обработки, управления и отображения информации. Для этого, в частности, блок обработки, управления и отображения информации состоит из корпуса (1), содержащего LC-фильтр (2), выход которого подключен ко входу первого модуля питания (3), который преобразует поступающее на него сетевое напряжение переменного тока в низковольтное стабилизированное напряжение постоянного тока, которое через его выходы поступает на второй и третий модули питания (4, 5), преобразующие низковольтное стабилизированное напряжение постоянного тока в стабилизированное напряжение постоянного тока, необходимое для питания электронной схемы узла контроллера (8), и, соответственно, в стабилизированное напряжение постоянного тока, необходимое для питания устройства, преобразующего воздействующий на него физический параметр в частотный импульсный сигнал (11).
Description
Блок обработки, управления и отображения
информации
Область техники
Изобретение относится к устройству, используемому в составе измерительных и управляющих систем, например, в составе измерительных и управляющих систем безопасности или автоматизированных систем управления технологическими процессами (далее - АСУ ТП), которые могут применяться, как на радиационно-опасных объектах, связанных с использованием источников ионизирующего излучения (например, на объектах атомной промышленности и энергетики), так и на промышленных объектах. Такие устройства используются для непрерывного контроля значений физического параметра (например, мощности дозы, активности, поверхностной активности, объемной или удельной активности, плотности потока или потока ионизирующего излучения, расхода среды, массы среды или тела, силы электрического тока, температуры среды или тела, давления среды, скорости среды или тела, скорости вращения, силы, момента силы, светового потока, напряженности магнитного или электрического полей) путем измерения его значения, выдачи информации об измеряемых параметрах, а также выработки управляющего сигнала на устройства верхнего уровня АСУ ТП, в том числе на внешние
устройства сигнализации или исполнительные механизмы, при превышении установленного порогового значения.
В частности, устройство может использоваться для контроля непревышения физическим параметром установленного порогового значения, контроля герметичности технологического оборудования (парогенераторов, теплообменников второго или третьего контуров атомной электростанции (далее - АЭС) или контроля протекания технологического процесса на промышленном объекте. Такое устройство может быть использовано в системах безопасности на АЭС для контроля любых технологических объектов, содержащих радиоактивные среды, например, для контроля герметичности парогенераторов, теплообменников второго или третьего контуров; контроля выбросов и сбросов АЭС и т.д.
Уровень техники
Из уровня техники известны следующие решения.
Известно устройство для обработки и измерения сигнала, поступающего от сцинтилляционного блока детектирования (далее - БД), регистрирующего ионизирующее излучение от технологического оборудования, и формирования управляющего сигнала при превышении результата измерения установленного порогового значения. Устройство содержит блок первичной обработки информации, на который поступает частотный импульсный сигнал с выхода БД, содержащий блок питания,
усилитель и дискриминаторы первого и второго измерительных каналов, а также процессорный блок обработки информации на базе ЭВМ (далее - процессорный блок) и блок связи блока первичной обработки информации с процессорным блоком (далее - блок связи). Выход БД подключен ко входу усилителя, выходы которого связаны со входами дискриминаторов, а выходы дискриминаторов соединены со входами блока связи. При эксплуатации в условиях отсутствия протечки технологического оборудования и воздействия внешнего источника ионизирующего излучения устройство синхронно измеряет фоновые сигналы (число импульсов) в первом и втором измерительных каналах, а затем посредством алгоритмов, заложенных в программном обеспечении (далее - ПО) процессорного блока осуществляется сравнение результатов измерений со значениями пороговых уставок и выработка сигнала о наличии или отсутствии протечки (SU 1795803, дата публикации 27.09.1996). В таком устройстве процессорный блок, в котором производится обработка информации, построен на основе микропроцессорной техники и работает под управлением встроенного ПО. Встроенное ПО обеспечивает обработку входного сигнала от БД по заданным алгоритмам, а также возможность задания индивидуальных конфигурации и настроечных констант (учитывающих чувствительность БД, мертвое время, время измерения, заданную погрешность измерения, пороговые уставки и т.д.) и диагностику
работоспособности.
К недостаткам устройства относятся отсутствие встроенной защиты электрических схем БД от импульсных помех и перенапряжения, отсутствие встроенного устройства для отображения информации, полученной от БД и о работе самого блока обработки, управления и отображения информации, включая информацию о проектном идентификаторе (KKS) измерительного канала, текущем значении и единицах физической величины, средней скорости счета числа импульсов по измерительному каналу, наличии превышения пороговых уровней и неисправности измерительного канала, а также длительное время реакции блока, вырабатывающего управляющий сигнал, включая сигнализацию, которое при возникновении аварийных условий не должно превышать определенного значения, задаваемого в проектной документации с учетом протекания технологических процессов в контролируемом объекте, чтобы не спровоцировать возникновение аварии, что является важнейшим параметром таких блоков и напрямую влияет на безопасность контролируемого объекта.
Также известным аналогом также является пороговый блок управления режимом работы исполнительного механизма или технологического оборудования (RU2661761, дата публикации 19.07.2018), который содержит узел пороговый, состоящий из
входного цифрового счетчика импульсов, выполненного с возможностью подсоединения к выходу устройства, преобразующего воздействующий на него физический параметр в частотный импульсный сигнал, генератора тактовой частоты, таймерного цифрового счетчика импульсов, вход которого подсоединен к выходу генератора тактовой частоты, а выход подсоединен ко входу сброса входного цифрового счетчика импульсов; порогового RS -триггера, вход R которого подсоединён к выходу входного цифрового счетчика импульсов и входу сброса таймерного цифрового счетчика импульсов, вход S подсоединён к входу сброса входного цифрового счетчика импульсов и к выходу таймерного цифрового счетчика импульсов, а выход является управляющим выходом порогового блока управления. Пороговый RS-триггер выполнен с возможностью выработки управляющего сигнала при превышении значения входного частотного сигнала пороговой частоты, причем управляющий сигнал предназначен для передачи его на исполнительные механизмы или технологическое оборудование.
Недостатками аналога являются отсутствие возможности отображения информации о работе БД, а также низкая информативность устройства из-за использования элементов «жесткой» логики, имеющих возможность выработки только сигнала о превышении или непревышении пороговых уставок.
Раскрытие изобретения
Технической проблемой заявленного изобретения является необходимость преодоления технических недостатков, присущих аналогам, что ведет к необходимости создания эффективного блока обработки, управления и отображения информации.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение безопасности контролируемого объекта или технологического оборудования, а также повышение информативности, надежности и защищённости блока обработки, управления и отображения информации.
Технический результат заявленного изобретения достигается за счет создания блока обработки, управления и отображения информации (далее - БОУ), состоящего из корпуса (1), содержащего:
LC-фильтр (2), предназначенный для подавления высокочастотных помех при подключении к сети переменного тока, выход которого соединён с первым модулем питания (3), первый модуль питания (далее - ПМП)(3), выполненный с возможностью преобразования сетевого напряжения переменного тока в низковольтное стабилизированное напряжение постоянного тока, вход которого соединен с LC- фильтром (2),
второй модуль питания (далее - ВМП) (4), предназначенный для преобразования низковольтного стабилизированного напряжения постоянного тока в стабилизированное напряжение
постоянного тока, необходимое для питания электронной схемы узла контроллера (8), а также для обеспечения гальванической развязки между электронными схемами БОУ и внешними техническими средствами (далее - ТС), при этом вход второго модуля питания (4) соединён с выходом первого модуля питания (3), а выход соединен со входом узла контроллера (8),
третий модуль питания (далее - ТМП) (5), предназначенный для преобразования низковольтного стабилизированного напряжения постоянного тока в низковольтное стабилизированное напряжение постоянного тока, необходимое для питания электронных схем устройства, преобразующего воздействующий на него физический параметр в частотный импульсный сигнал (далее - УПС) (1 1), например, БД ионизирующего излучения, а также для обеспечения гальванической развязки между электронными схемами БОУ и внешними ТС, при этом выход третьего модуля питания (5) соединен со входом первого защитного устройства,
первое защитное устройство (далее - ПЗУ) (6) от воздействия импульсных помех и перенапряжения, выполненное с возможностью соединения его выхода с УПС (1 1), предназначенное для защиты электронных схем блока и его низковольтных электрических цепей,
узел контроллера (далее - УК) (8), выполненный с возможностью приёма и преобразования частотных импульсных сигналов, поступающих с УПС (11), в цифровые коды,
преобразования в информационный массив данных, передачи данных на оборудование верхнего уровня (9) или переносную настроечную ПЭВМ, а также управления внешними средствами световой и звуковой сигнализации (12) и формирования сигналов включения внешнего исполнительного механизма (13), измерения значения сигнала и передачи выходного управляющего сигнала на внешний исполнительный механизм (13) в случае превышения измеренного значения сигнала уставки),
При этом LC-фильтр (2) выполнен с возможностью соединения его выхода с входом варисторного фильтра (далее - ВФ) для подавления импульсных помех, выход которого может быть подключен к первому модулю питания (3).
Первый модуль питания (3) выполнен с возможностью подключения второго защитного устройства (далее - ВЗУ)(7) электронных схем блока от наносекундных и микросекундных импульсных помех, предназначенного для соединения его с УПС (11) а также вторым (4) и третьим модулями питания (5).
Узел контроллера (8) может быть выполнен с возможностью подключения датчика открытия передней крышки (далее - ДОК)(16), предназначенного для передачи информации об открытии корпуса БОУ для защиты от несанкционированных действий, а также возможностью подключения светового индикатора (далее - светодиод) (15), предназначенного для выдачи информации о работоспособности УПС (1 1) и БОУ, что
позволяет проводить диагностику состояния не только с помощью программного обеспечения, но и визуально, а также возможностью подключения алфавитно-цифрового жидкокристаллического модуля (далее - ЖК-модуль) (10), выполненного с возможностью отображения информации, полученной от УПС (11) и о работе самого БОУ, включая информацию о проектном идентификаторе (KKS) измерительного канала, текущем значении и единицах физической величины, средней скорости счета числа импульсов по измерительному каналу в интервале усреднения от 1 до 999 секунд с указанием первого или второго поддиапазона измерения, наличии превышения пороговых уровней (при их превышении), а также неисправности измерительного канала (при возникновении неисправности).
Кроме того, устройство выполнено с возможностью последовательного объединения в сеть по каналу передачи данных с последующим выводом сигнала в ТС верхнего уровня АСУ ТП (9), что обеспечивает повышение эффективности информационного обмена, при этом выход из строя одного из устройств не приводит к выходу из строя остальных объединённых в сеть БОУ.
Под исполнительным механизмом (13) следует понимать любой механизм, на который может быть направлено управляющее воздействие, чтобы организовать протекание необходимого технологического процесса в соответствии с
алгоритмами, заложенными в проектной документации. В частности, в качестве исполнительных механизмов (13), которыми может управлять БОУ, могут использоваться следующие: реле, светозвуковое оборудование, различное радиоэлектронное оборудование, либо любой другой исполнительный механизм. Под технологическим оборудованием подразумевается любое технологическое оборудование, например, парогенератор, теплообменники, вентиляционные системы, вентиляционная труба, сбросная труба, технологические контура и емкости различного назначения, контрольные баки, двигатели, генераторы и т.д. БОУ может применяться как на радиационно-опасных объектах, так и иметь более широкое применение на любых промышленных объектах, где могут применяться автоматизированные системы управления технологическими процессами по сигналам датчиков, преобразующих воздействующие на них физические параметры в частотные импульсные сигналы.
В качестве УПС (11), могут быть использованы БД ионизирующего излучения, контролирующие такие радиационные параметры, как, например: мощность дозы, активность, поверхностная активность, объемная или удельная активность, плотность потока или поток ионизирующего излучения, в которых для преобразования энергии ионизирующего излучения в частотный импульсный сигнал используются сцинтилляционные, газоразрядные или
полупроводниковые детекторы, или датчики, преобразующие в частотный импульсный сигнал такие физические параметры, как: расход среды, масса среды или тела, сила электрического тока, температура среды или тела, давление среды, скорость среды или тела, скорость вращения, сила, момент силы, световой поток, напряженность магнитного или электрического поля.
Регистрация физического параметра (например, радиационного) и преобразование его в частотный импульсный сигнал посредством УПС, осуществляемые при использовании изобретения, имеет ряд особенностей, которые связаны с тем, что УПС производит преобразование физического параметра в частотный импульсный сигнал с некоторой погрешностью, присущей ему, кроме того физический параметр, даже если отсутствуют причины его изменения во времени, колеблется с некоторым разбросом около среднего значения. В результате текущему значению физического параметра (например, радиационного), воздействующего на УПС, соответствует не текущее значение частоты импульсного сигнала на выходе УПС, а усредненная за некоторый интервал времени частота импульсов, которая определяется путем отнесения накопленного количества импульсов с помощью цифрового или аналогового счетчиков импульсов к интервалу времени накопления (усреднения).
И
Описание чертежей
Заявленное изобретение поясняется чертежами, где изображено следующее:
На фиг.1 приведена блок-схема БОУ с подключёнными к нему УПС (11), ОВУ (9), ЖК-модулем (10), а также внешним сигнализатором (12) и исполнительным механизмом (13), подключенными через клеммную коробку.
На фиг.2 приведена блок-схема частного варианта исполнения заявленного БОУ.
Краткий перечень элементов :
1) Корпус
2) LC-фильтр
3) Первый модуль питания (ПМП)
4) Второй модуль питания (ВМП)
5) Третий модуль питания (ТМП)
6) Первое защитное устройство (ПЗУ)
7) Второе защитное устройство (ВЗУ)
8) Узел контроллера (УК)
9) Оборудование верхнего уровня (ОВУ)
10) Алфавитно-цифровой ЖК-модуль (ЖК-моду ль)
11) Устройство, преобразующее воздействующий на него физический параметр в частотный импульсный сигнал (УПС)
12) Внешнее средство световой и звуковой сигнализации (СЗС)
13) Внешний исполнительный механизм (ВИМ)
14) Клеммная коробка (КК)
15) Световой индикатор (светодиод)
16) Датчик открывания передней крышки БОУ (ДОК)
17) Варисторный фильтр (ВФ)
Приведённая на Фиг Л БОУ состоит из корпуса (1), содержащего LC-фильтр (2), выход которого подключен ко входу первого модуля питания (3), который преобразует поступающее на него сетевое напряжение переменного тока в низковольтное стабилизированное напряжение постоянного тока, которое через его выходы поступает на второй (4) и третий (5) модули питания, преобразующие низковольтное стабилизированное напряжение постоянного тока, поступающее с первого модуля питания (3), в низковольтное стабилизированное напряжение постоянного тока, необходимое для питания электронной схемы узла контроллера (8), и, соответственно, электронных схем УПС (1 1), при этом выход третьего модуля питания (5) соединён со входом первого защитного устройства (6) от воздействия импульсных помех и перенапряжения, предназначенного для защиты электронных схем УПС (1 1) и его низковольтных электрических цепей, а выход первого защитного устройства (6) непосредственно соединён с УПС (1 1). Узел контроллера (8) принимает и преобразовывает импульсные сигналы, поступающие с УПС (1 1) в цифровые коды, преобразовывает в информационный массив данные, передаёт данные на оборудование верхнего уровня АСУ
ТП (9) или переносную настроечную ПЭВМ, выводит информацию о работе устройства, а также поступающую с УПС
(11) на алфавитно-цифровой ЖК-модуль (10), а также управляет внешними средствами световой и звуковой сигнализации (12) и формирует сигналы для включения внешнего исполнительного механизма (13) в случае превышения измеренного значения сигнала уставки, при этом при необходимости одновременного подключения внешних средств световой и звуковой сигнализации
(12) и внешнего исполнительного механизма (13) используется клеммная коробка (14).
На фиг.2 приведён частный случай исполнения изобретения, в котором к выходу LC-фильтра (2) подключен варисторный фильтр (17), соединённый с выходом первого модуля питания (3) подключено второе защитное устройство (7) электронных схем блока от наносекундных и микросекундных импульсных помех, соединённое с вторым (4) и третьим (5) модулями питания, а к узлу контроллера (8) могут быть подключены световой индикатор (светодиод) (15) и датчик открытия передней крышки (16).
Осуществление изобретения
Конструктивно БОУ выполнен в едином корпусе (1). На корпусе (1) БОУ размещены соединители для подключения УПС (например, БД) (11) и внешних интерфейсов.
Для подключения БОУ к шине заземления на его корпусе (1) имеется клемма для заземления.
БОУ может передавать управляющие сигналы либо на «сухой» контакт, либо на внешний сигнализатор (12). В случае необходимости подключения внешнего сигнализатора (12) и исполнительного механизма (13) одновременно, они могут быть подключены к устройству через клеммную коробку (14).
БОУ подключается к сети переменного тока с помощью сетевого кабеля.
Кабель связи с переносной настроечной ПЭВМ подключается к разъему типа“RS-232” узла контроллера (8).
Принцип действия БОУ основан на преобразовании электрических импульсных сигналов, поступающих от УПС (11), в цифровые коды, которые с помощью специализированного программно-аппаратного обеспечения блока конвертируются:
- в информационно-функциональный массив данных, передаваемый по запросу на оборудование верхнего уровня АСУ
ТП (9) или переносную настроечную ПЭВМ;
- в сигналы управления внешними средствами световой и звуковой сигнализации (12);
- в сигналы в виде «сухого» контакта для включения внешнего исполнительного механизма (13).
При подаче питания на БОУ сетевое напряжение 220 В переменного тока частотой 50 Гц через LC-фильтр (2), который обеспечивает защиту от сетевых помех, поступает на первый модуль питания (3), который преобразует это напряжение в напряжение +12 В постоянного тока. Мощность первого модуля
питания (3) составляет 60 Вт. Далее напряжение +12 В (48В) с помощью второго (4) и третьего (5) модулей питания преобразуется в стабилизированное напряжение постоянного тока значением соответственно ±12 В, +5 В.
Напряжение + 5В подаётся для питания электронных схем в узел контроллера (8). При этом микроконтроллер, входящий в состав узла контроллера (8), производит инициализацию работы элементов БОУ, считывает необходимые для работы параметры из энергонезависимой памяти типа EEPROM, проверяет целостность конфигурации путем подсчета контрольной суммы. В случае положительных результатов тестирования электроники на лицевой панели БОУ включается светодиодный индикатор (15) зеленого цвета. В случае неисправности УПС (11) данный светодиодный индикатор (15) начинает мигать. В случае отсутствия напряжения питания данный светодиодный индикатор (15) не светится. Напряжение ±12 В, проходящее через первое защитное устройство (6) от воздействия импульсных помех и перенапряжения, используется для питания УПС (11), который подключается к блоку. С УПС (11) на вход узла контроллера (8) поступают частотные импульсные сигналы, которые несут в себе информацию о значении контролируемых параметров. Эти сигналы через контакты соединителя микроконтроллера проходят через двухканальную входную цепь, собранную на 4 чипах-резисторах и двух диодах, обеспечивающих согласование с кабельной трассой, и оптронах, обеспечивающих гальваническую
развязку с УПС (11), и через формирователи, обеспечивающие нормализацию сигналов по длительности, поступают на входы шестнадцатиразрядных таймеров/счётчиков микроконтроллера. Для осуществления изобретения может быть использован микроконтроллер типа ATmegal28, который имеет шесть параллельных восьмиразрядных порта ввода/вывода, два независимых универсальных синхронно/асинхронных приёмопередатчика USART, четыре таймера/счётчика, а также встроенные ПЗУ программ (128 кбайт), ОЗУ (4 кбайт) и энергонезависимую память EEPROM (4 кбайт). Данный микроконтроллер обеспечивает в соответствии с заложенным алгоритмом выполнение следующих основных функций:
- приём и преобразование частотных импульсных сигналов от УПС (11) по двум независимым каналам;
- обработку преобразованных сигналов в соответствии с заложенными в ПЗУ алгоритмами, а также параметрами, хранящимися в энергонезависимой памяти типа EEPROM;
- хранение результатов обработки и промежуточных данных в ОЗУ;
- формирование информационного массива для передачи по запросу на оборудование верхнего уровня АСУ ТП (9) или переносную настроечную ПЭВМ;
- формирование сигналов для включения световой и звуковой сигнализации (12);
формирование сигналов для управления внешними исполнительными механизмами (13);
- формирование сигналов для отображения информации на жидкокристаллическом индикаторе блока.
Микроконтроллер после преобразования импульсных сигналов в информационный цифровой код осуществляет обработку полученных данных. Результат измерения сравнивается с пороговыми значениями, которые хранятся в энергонезависимой памяти микроконтроллера и могут быть изменены с помощью специальной программы для ЭВМ, предварительно установленной на переносную настроечную ПЭВМ. Для этого ПЭВМ подключают с помощью кабеля связи.
Занесение пороговых уставок в БОУ, а также нормирующих и масштабирующих коэффициентов для обработки поступающих данных от УПС (1 1), производится от оборудования верхнего уровня (9) или переносной настроечной ПЭВМ через каналы передачи данных RS-485 или RS-232 соответственно.
Для работы с ПЭВМ в микроконтроллере может быть использован приёмопередатчик USART. Согласование уровней сигналов и гальваническую развязку блока от ПЭВМ может быть обеспечено через формирователь сигналов типа ADM232A. Используемое программное обеспечение должно обеспечивать возможности для тестирования блока, записи параметров УПС (например, БД) (1 1) и другой информации в энергонезависимую
память, работы с архивом при помощи переносной настроечной ПЭВМ.
Связь микроконтроллера с магистральными каналами типа RS-485 осуществляется с помощью приёмопередатчика USART. Информационные сигналы с микроконтроллера проходят через магистральный приёмопередатчик, например, типа ADM2483, который обеспечивает сопряжение с магистральным каналом типа RS-уровням сигналов, а также гальваническую развязку от других устройств, подключённых к этому каналу. Для защиты приёмопередатчика от короткого замыкания по цепям возможно использовать самовосстанавливающиеся предохранители типа 0805 P010TS. Формирование микроконтроллером сигналов включения световой и звуковой сигнализации (12), а также сигнала включения внешних средств управления производится с помощью параллельного восьмиразрядного порта PC микроконтроллера в результате сравнения полученных данных с пороговыми значениями, хранящимися в энергонезависимой памяти. Критерием выдачи данных сигналов является превышение пороговых уровней. Через усилитель тока сигналы с микроконтроллера поступают на силовые реле, выходы которых выведены на соединитель "REL/S".
Сигналы тревоги передаются на внешний сигнализатор (12), если он подключен. Если к «сухому контакту» подключен какой- либо исполнительный механизм (13), блок позволяет включать или выключать этот механизм при превышении
соответствующего порога. Для подключения одновременно внешнего сигнализатора (12) и исполнительного механизма (13) используется клеммная коробка (14), вход которой подключен к выходу узла контроллера (8), а выходы соответственно к внешнему сигнализатору (12) и исполнительному механизму (13).
В случае превышения порога первого уровня в внешнем сигнализаторе (12), например, типа ВС-3-2СФ-ГС-6В, включается световая индикация в виде красного сигнала и звуковой сигнал, представляющий собой длинные прерывистые гудки; при превышении порога второго уровня - красный сигнал и звуковой сигнал, представляющий собой частые прерывистые гудки. Звуковой сигнал можно отключить нажатием кнопки "SOUND OFF" на верхней монтажной панели блока, находящейся под лицевой панелью. Для отключения звуковой сигнализации необходимо открыть лицевую панель при помощи ключа, входящего в комплект поставки, нажать и удерживать кнопку "SOUND OFF" до прекращения звуковой сигнализации после чего закрыть лицевую панель. При отключении звуковой сигнализации функция световой сигнализации тревоги сохраняется.
Для отображения информации о проектном идентификаторе (KKS) измерительного канала, текущем значении и единице физической величины, средней скорости счета числа импульсов по измерительному каналу в интервале усреднения от 1 до 999 секунд с указанием первого или второго поддиапазона
измерения, наличии превышения пороговых уровней (при их превышении), неисправности измерительного канала (при возникновении неисправности) внутри корпуса (1) БОУ может быть расположен алфавитно-цифровой ЖК-модуль (10), например типа РС-2004-А, подключенный к узлу контроллера (8).
Датчик открытия передней крышки БОУ подключается к узлу контроллера. В случае открытия передней крышки БОУ сигнал об открытии поступает на узел контроллера (8), который направляет сигнал на устройство верхнего уровня АСУ ТП (9) и на ЖК-модуль (10), при его наличии.
Устройства могут быть объединены в единую сеть путем их соединения через внешний сетевой интерфейс типа RS-485, то есть выход внешнего интерфейса типа RS-485 одного устройства соединён со входом внешнего интерфейса типа RS-485 другого устройства, либо путем подключения устройств к единому магистральному каналу, после чего сигнал выводится на устройство верхнего уровня АСУ ТП (9).
Пример реализации устройства
В качестве примера реализации устройства рассмотрим один из вариантов исполнения БОУ.
БОУ в режиме приема по двум независимым частотно- импульсным каналам данных от УПС (например, БД) (11) обеспечивает прием и обработку частотных импульсных сигналов по каждому из двух каналов.
В узле контроллера (8) программное обеспечение обеспечивает адаптивный режим измерения средней скорости счета импульсов от У ПС (11) путем автоматического выбора режима измерения: Т-режима или N-режима, по каждому каналу.
В узле контроллера (8) происходит преобразование средней скорости счета импульсов от У ПС (например, БД) (1 1) в значение контролируемого параметра (физической величины) по заданному алгоритму.
ПО БОУ обеспечивает установку (по каждому каналу) в память узла контроллера (8) времени измерения Тс в Т-режиме в диапазоне от 1 до 1 ТО5 с с дискретностью 1 с, а в N-режиме - числа импульсов в диапазоне от 1 до 108 имп.
В режиме переключения измерительных каналов (поддиапазонов) при возрастании контролируемой скорости счета от У ПС (1 1) обеспечивается :
- автоматическое переключение поддиапазонов измерения с первого поддиапазона (чувствительного) на второй поддиапазон (грубый) при достижении первой из заданных уставок: УЧ12 по чувствительному каналу;
- отключение питания детектора чувствительного поддиапазона (11) при превышении средней скорости счета величины уставки УЧ12 ПО чувствительному поддиапазону;
- выдача в канал передачи данных RS-485 одного значения контролируемого параметра как результат «сшивания» поддиапазонов измерения в режиме обработки с переключением
измерительных каналов.
Алгоритмы в БОУ «зашиваются» в узел контроллера (8).
Расчет средней скорости счета импульсов по каждому каналу выполняется методом циклического набора импульсов N за временной интервал Т. При этом используются два режима измерения - Т-режим и N-режим, отличающиеся тем, что в первом случае при фиксированном времени измерения Тс регистрируется набор N импульсов, а во втором случае при фиксированном значении набираемого числа импульсов Nc регистрируется время измерения Т. ПО должно автоматически выбирать режим измерения в зависимости от того, какое событие произошло раньше - закончилось фиксированное время измерения Тс, либо превышено число набираемых импульсов над фиксированным значением Nc.
В первом случае измеренное значение средней скорости
счета импульсов N будет равно а во втором случае
Стоит отметить, что основным режимом измерения является N-режим, а Т-режим обычно используется в начале диапазона (но может совсем не использоваться, если не требуется уменьшения времени измерения при малых значениях скорости счета импульсов).
Расчет радиационного параметра (физической величины) по измеренным значениям средней скорости счета импульсов проводится по следующее формуле:
Где - h и hf - значения средней скорости счета импульсов, обусловленные воздействием на измерительный канал УПС (например, БД) (11) контролируемым параметром с фоном и отдельно фоном, соответственно, в с 1;
- S - чувствительность измерительного канала УПС
(П);
- t - «мертвое» время измерительного канала УПС (11), в с.
Сравнение измеренной скорости счета импульсов на выходе чувствительного или грубого измерительного канала УПС (11) с частотами перехода с первого канала (чувствительного) на второй (грубый) и обратно осуществляется по следующему алгоритму:
- если измеренная средняя скорость счета импульсов на выходе чувствительного измерительного канала УПС (11) превысит устанавливаемое значение частоты перехода с первого канала (чувствительного) на второй (грубый), то при расчете контролируемого параметра по формуле (1) используется значение средней скорости счета импульсов на выходе грубого канала, а с чувствительного канала УПС (11) снимается питание;
- если измеренная средняя скорость счета импульсов на выходе грубого измерительного канала УПС (11) станет меньше устанавливаемого значения частоты перехода со второго канала (грубого) на первый (чувствительный), то на чувствительный
канал УПС (11) подается питание и при расчете контролируемого параметра по формуле (1) используется значение средней скорости счета импульсов на выходе чувствительного канала.
Сравнение измеренной скорости счета импульсов на выходе чувствительного или грубого измерительного канала УПС (11) с контрольным фоном осуществляется по следующему алгоритму:
- если текущее значение средней скорости счета импульсов на выходе измерительного канала УПС (11) меньше устанавливаемого контрольного фона, то выдается сигнал отказа УПС.
- при возврате текущего значения средней скорости счета импульсов выше контрольного фона, сигнал отказа снимается.
Сравнение текущего значения радиационного параметра устанавливаемым пороговыми значениями осуществляется по следующему алгоритму:
- если текущее значение радиационного параметра, рассчитанного по формуле (1) больше предупредительного порога, но меньше аварийного, то выдается сигнал превышения предупредительного порога;
- если текущее значение радиационного параметра больше аварийного порога, то выдается сигнал превышения аварийного порога;
- если текущее значение радиационного параметра становится ниже порогов аварийного и предупредительного, то сигналы превышения соответственно отключаются.
Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает возможность создания БОУ, предназначенного для обработки входного частотного сигнала, поступающего от У ПС (1 1), передачи обработанной информации на оборудование верхнего уровня (9), возможности её отображения на встроенном алфавитно-цифровом ЖК-модуле (10), надежной и оперативной выработки сигнала управления режимом работы контролируемого объекта за счет использования в БОУ узла контроллера (8), а также за счет своевременного выявления и устранения отказов в работе УПС (1 1) за счет проведения автоматической диагностики возможного наличия неисправности УПС (1 1) и/или обрыва кабеля связи и возможность их индикации на БОУ световым индикатором (15), возможности защиты от нежелательного воздействия при установке датчика открытия передней крышки (16) и, кроме того, защищённого от воздействия импульсных помех и перенапряжений за счет использования LC-фильтра (2), модулей питания (3,4,5) и защитных устройств (6,7), что в итоге обеспечивает повышение безопасности контролируемого объекта или технологического оборудования и информативности, надежности и защищенности БОУ.
Claims
1. Блок обработки, управления и отображения информации, отличающийся тем, что он состоит из корпуса, который содержит:
LC-фильтр, предназначенный для подавления высокочастотных помех при подключении к сети переменного тока, выход которого соединён с первым модулем питания,
первый модуль питания, выполненный с возможностью преобразования сетевого напряжения переменного тока в низковольтное стабилизированное напряжение постоянного тока, вход которого соединен с LC-фильтром,
второй модуль питания, предназначенный для преобразования низковольтного стабилизированного напряжения постоянного тока в стабилизированное напряжение постоянного тока, необходимое для питания электронной схемы узла контроллера, а также для обеспечения гальванической развязки между электронными схемами блока обработки, управления и отображения информации и внешними техническими средствами, при этом вход второго модуля питания соединён с выходом первого модуля питания, а выход соединен со входом узла контроллера,
третий модуль питания, предназначенный для преобразования низковольтного стабилизированного напряжения постоянного тока в низковольтное стабилизированное напряжение постоянного тока, необходимое для питания электронных схем устройства, преобразующего воздействующий на него физический параметр в
27
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
частотный импульсный сигнал, а также для обеспечения гальванической развязки между электронными схемами блока обработки, управления и отображения информации и внешними техническими средствами, при этом выход третьего модуля питания соединен со входом первого защитного устройства от воздействия импульсных помех и перенапряжения,
первое защитное устройство от воздействия импульсных помех и перенапряжения, выполненное с возможностью соединения его выхода с устройством, преобразующим воздействующий на него физический параметр в частотный импульсный сигнал, предназначенное для защиты электронных схем устройства, преобразующего воздействующий на него физический параметр в частотный импульсный сигнал, и его низковольтных электрических цепей,
узел контроллера, выполненный с возможностью приёма и преобразования частотных импульсных сигналов, поступающих с устройства, преобразующего воздействующий на него физический параметр в частотный импульсный сигнал, в цифровые коды, преобразования в информационный массив данных, передачи данных на оборудование верхнего уровня или переносную настроечную персональную ЭВМ, а также управления внешними средствами световой и звуковой сигнализации и формирования сигналов включения внешнего исполнительного механизма, измерения значения сигнала и передачи выходного управляющего сигнала на внешний исполнительный # механизм в случае
28
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
превышения измеренного значения сигнала уставки.
2. Блок обработки, управления и отображения информации по п.1, отличающийся тем, что выход LC-фильтра соединён с входом варисторного фильтра для подавления импульсных помех, выход которого соединён с первым модулем питания.
3. Блок обработки, управления и отображения информации по п.1, отличающийся тем, что к выходу первого модуля питания подключено второе защитное устройство электронных схем блока от наносекундных и микросекундных импульсных помех, соединённое с устройством, преобразующим воздействующий на него физический параметр в частотный импульсный сигнал, а также вторым и третьим модулями питания.
4. Блок обработки, управления и отображения информации по п.1, отличающийся тем, что к узлу контроллера подключен датчик открытия передней крышки, предназначенный для передачи информации об открытии корпуса блока управления режимом работы внешнего исполнительного механизма.
5. Блок обработки, управления и отображения информации по п.1, отличающийся тем, что к узлу контроллера подключен световой индикатор, предназначенный для выдачи информации о работоспособности устройства, преобразующего воздействующий на него физический параметр в частотный импульсный сигнал.
6. Блок обработки, управления и отображения информации по п.1, отличающийся тем, что к узлу контроллера подключен
29
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
алфавитно-цифровой жидкокристаллический модуль, предназначенный для отображения информации, полученной от устройства, преобразующего воздействующий на него физический параметр в частотный импульсный сигнал, а также о работе блока обработки, управления и отображения информации, соединенный с узлом контроллера.
30
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019122207 | 2019-07-15 | ||
| RU2019122207A RU2714604C1 (ru) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | Блок обработки, управления и отображения информации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021010865A1 true WO2021010865A1 (ru) | 2021-01-21 |
Family
ID=69626127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2020/000336 WO2021010865A1 (ru) | 2019-07-15 | 2020-07-07 | Блок обработки, управления и отображения информации |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2714604C1 (ru) |
| WO (1) | WO2021010865A1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1229736A1 (ru) * | 1984-07-24 | 1986-05-07 | Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Импульсный стабилизатор посто нного напр жени |
| SU1667088A1 (ru) * | 1989-07-03 | 1991-07-30 | Предприятие П/Я Г-4181 | Устройство дл сопр жени абонента с каналом св зи |
| RU2479904C1 (ru) * | 2012-02-08 | 2013-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АТЛАНТ" | Устройство контроля и управления сигналами релейной защиты и противоаварийной автоматики |
| RU2617835C2 (ru) * | 2014-09-17 | 2017-04-28 | Дельта Электроникс, Инк. | Источник электропитания и способ подачи электропитания |
| RU2662228C1 (ru) * | 2017-08-08 | 2018-07-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Силовая высоковольтная электроника" | Способ частотно-импульсного регулирования резонансного преобразователя с фазовой автоподстройкой ширины импульса |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR0308124A (pt) * | 2002-03-01 | 2007-04-27 | Fisher Rosemount Systems Inc | método e aparelho para processar informação relacionada a estado operacional de entidades de processo em uma instalação de produção, e, meio tangìvel armazenando instruções legìveis por máquina |
| RU53461U1 (ru) * | 2006-02-10 | 2006-05-10 | Александр Игоревич Клименко | Установка для обнаружения неразрешенных предметов и веществ в контролируемых объектах |
| US9430589B2 (en) * | 2013-02-05 | 2016-08-30 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Safety automation builder |
| US10152030B2 (en) * | 2013-12-31 | 2018-12-11 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Safety relay configuration system with safety monitoring and safety output function blocks |
| CN208459797U (zh) * | 2018-08-02 | 2019-02-01 | 厦门博海中天信息科技有限公司 | 一种工控安全防控终端 |
-
2019
- 2019-07-15 RU RU2019122207A patent/RU2714604C1/ru active
-
2020
- 2020-07-07 WO PCT/RU2020/000336 patent/WO2021010865A1/ru active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1229736A1 (ru) * | 1984-07-24 | 1986-05-07 | Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Импульсный стабилизатор посто нного напр жени |
| SU1667088A1 (ru) * | 1989-07-03 | 1991-07-30 | Предприятие П/Я Г-4181 | Устройство дл сопр жени абонента с каналом св зи |
| RU2479904C1 (ru) * | 2012-02-08 | 2013-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "АТЛАНТ" | Устройство контроля и управления сигналами релейной защиты и противоаварийной автоматики |
| RU2617835C2 (ru) * | 2014-09-17 | 2017-04-28 | Дельта Электроникс, Инк. | Источник электропитания и способ подачи электропитания |
| RU2662228C1 (ru) * | 2017-08-08 | 2018-07-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Силовая высоковольтная электроника" | Способ частотно-импульсного регулирования резонансного преобразователя с фазовой автоподстройкой ширины импульса |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2714604C1 (ru) | 2020-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2464584C2 (ru) | Солнечный преобразователь и электростанция для преобразования солнечной энергии в электрическую энергию | |
| CN105634133B (zh) | 一种供配电监控系统 | |
| CN208738676U (zh) | 配电防护装置及配电系统 | |
| CN108362332A (zh) | 一种基于物联网的电气控制柜远程控制系统 | |
| CN103791972A (zh) | 一种智能燃气表 | |
| CN209911433U (zh) | 具有自动温控和负载智能识别的电能表 | |
| CN109712731B (zh) | 一种核电站多样性驱动系统及驱动方法 | |
| WO2021010865A1 (ru) | Блок обработки, управления и отображения информации | |
| CN206169611U (zh) | 螺丝安装防呆装置 | |
| CN201984164U (zh) | 一种智能γ-X射线监测记录仪 | |
| CN207817935U (zh) | 伽玛辐射临界事故报警仪 | |
| CN207636519U (zh) | 一种自带辐射检测报警功能的x射线安全检查设备 | |
| CN113315236B (zh) | 低压配电柜远程诊断系统及方法 | |
| RU2298192C1 (ru) | Счетчик электрической энергии | |
| CN206348635U (zh) | 水处理监控系统 | |
| CN107860424A (zh) | 能够进行电力异常预警的预警系统 | |
| KR101898928B1 (ko) | 디지털 계량기의 동작 모니터링 장치 및 이를 포함하는 태양광 발전 시스템 | |
| KR102035031B1 (ko) | 에너지 저장 장치의 문열림 방지 장치 및 방법 | |
| CN207850537U (zh) | 一种数控机床电气柜温度采集系统 | |
| CN207717948U (zh) | 消防设备用电源自检电路 | |
| KR900008633B1 (ko) | 주택정보 교신장치 | |
| CN207318652U (zh) | 一种高压开关柜内绝缘故障在线监测系统 | |
| KR20210019875A (ko) | 전력선 통신을 활용한 저가형 빌딩 자동화 시스템 | |
| US7552014B2 (en) | Radioactivity monitoring apparatus | |
| CN213965931U (zh) | 低温等离子油烟有机废气净化器监控系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20840547 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 20840547 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |