УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к области информационно-управляющих систем и предназначено для контроля и интеллектуального управления инфраструктурой жилых, офисных, промышленных, общественных и иных зданий и помещений, включающих инженерные системы электроснабжения, водоснабжения, газоснабжения, вентиляции, охраны, ресурсоучета и т.п., с возможностью быстрого реагирования на аварийные ситуации и их устранения.
Известна система контроля и охраны объектов электросвязи, которая предназначена для использования в телефонных сетях (Патент РФ №2274903, G08B 25/08, 2005 г.). Система включает диспетчерский центр с ЭВМ и периферийные терминалы, осуществляющие сбор информации с датчиков контроля. В качестве каналов связи использованы каналы электросвязи. Система позволяет фиксировать аварии и принимать меры по оповещению руководства для их устранения, однако не позволяет автономно управлять инфраструктурой контролируемого объекта без участия диспетчера.
В случае необходимости расширения зоны контроля система требует подключения дополнительных внешних модулей расширения (BMP) через специальный интерфейсный вход, что ведет к усложнению монтажа и понижению скорости обновления данных с датчиков, подключенных к BMP.
При выходе из строя центрального микропроцессорного контроллера известная система становится неработоспособной и неуправляемой, а данные на контролируемом объекте не архивируются.
Наиболее близкой к заявляемой является микропроцессорная информационно-управляющая система «Умный дом» (Патент РФ №53510, Н02Н 7/00, G06F 19/00, 2006 г.), которая включает N блоков обработки и связи, блок автоматического управления, состоящий из блока питания и микропроцессора, подключенного к компьютеру, N групп датчиков и N исполнительных устройств.
Известная система является локальной, в которой централизованный контроль вне охраняемого объекта отсутствует, что не позволяет сохранять ее работоспособность в случае выхода из строя какого-либо из блоков и повлечет за собой несрабатывание исполнительных устройств при аварийной ситуации.
Техническая задача заключается в обеспечении бесперебойной работы путем сохранения работоспособности системы в случае выхода из строя одного из контроллеров или/и блока автоматического управления за счет возможности управления системой с удаленного сервера диспетчерского центра, а также в случае выхода из строя основного и резервного канала связи.
Сущность полезной модели заключается в том, что управляющая система, включающая датчики контроля, исполнительные устройства, связанные с соответствующими контроллерами, а также блок автоматического управления, размещенные на объекте контроля, дополнительно может включать сервер диспетчерского центра с программным обеспечением, позволяющий менять настройки в программе работы управляющей системы, и по каналу Internet связанный с контроллерами и блоком автоматического управления. Контроллеры и блок автоматического управления связаны между собой локальной сетью Ethernet, блок автоматического управления дополнительно соединен каналом GSM с удаленным сервером диспетчерского центра, при этом каждый контроллер снабжен встроенным веб-сервером, доступным компьютеру по сети Ethernet/Internet и выполненным с возможностью настройки параметров работы контроллера, просмотра показаний датчиков и ручного управления исполнительными устройствами, а также передачи данных на удаленный сервер по каналу Internet, и по каналу Ethernet - на блок автоматического управления, который выполнен с возможностью хранения, обработки поступающих с указанных контроллеров и удаленного сервера данных и выдачи управляющих команд на исполнительные устройства.
Кроме того, с целью обеспечения работоспособности системы при отсутствии электропроводки в контролируемом помещении контроллер/блок автоматического управления соединен с блоком - инжектором, выполненном с возможностью транслирования электропитания от расположенного рядом источника напряжения через 8-парный кабель Ethernet до питаемого контроллера/блока автоматического управления.
Связь удаленного сервера диспетчерского центра по каналу Internet с контроллерами и блоком автоматического управления позволяет системе сохранять работоспособность при отказе указанных блоков, т.к. функции управления системой берет на себя диспетчер, который вручную выдает управляющие команды на исполнительные устройства, подключенные к контроллеру или оповещает о возникшей проблеме при отказе контроллера/блока автоматического управления, предотвращая аварии.
При нарушении Internet - связи система переключается на резервный GSM-канал, тем самым сохранив свою работоспособность.
Логика работы системы реализуется в блоке автоматического управления, который является «обработчиком», осуществляет функции управления системой и выполнен с возможностью хранения, обработки поступающих с указанных контроллеров и удаленного сервера данных и выдачи управляющих команд на исполнительные устройства, т.е. обеспечивает такие функции, которые позволяют системе работать автономно без привлечения диспетчера и удаленного управления.
Блок автоматического управления связан каналами - основным Internet и резервным GSM - с удаленным сервером диспетчерского центра.
Контроллер выполняет минимальные функции и снабжен встроенным вебсервером, доступным компьютеру по сети Ethernet/Internet, выполнен с возможностью настройки параметров работы контроллера, просмотра показаний датчиков и ручного управления исполнительными устройствами. По сравнению с микропроцессорными контроллерами, используемыми в системе-прототипе, реализующими широкий функционал, указанные контроллеры являются узкоспециализированными и простыми в монтаже.
Питание контроллеров и блока автоматического управления может осуществляться с использованием технологии Passive Power over Ethernet ( over Ethernets.
На основе данной технологии специально разработано устройство для применения в системе, где в отличие от стандарта IEEE 802.3af(Power on Ethernet) используются более низкое напряжение питания (12В в место 48В) и иная схема питания через незадействованные витые пары сетевого кабеля, при условии работы сети на скорости 10 Мбит/сек. Питание на сетевой кабель подается через специальный блок -инжектор, выполненный с возможностью транслирования электропитания от расположенного рядом источника напряжения через 8 -парный кабель Ethernet до питаемого контроллера. Блок-инжектор использует фантомное питание для передачи электропитания, что позволяет устанавливать оборудование в наиболее подходящих для этого местах, невзирая на отсутствие электропроводки.
Включение блока-инжектора в систему позволяет не задумываться об обеспечении электропитанием контроллера/блока автоматического управления в месте его установки, что снижает трудозатраты на монтаж системы в помещениях без электророзеток 220В.
Структурная схема заявляемой системы представлена на фигуре.
Заявляемая система включает установленные на объекте контроля 1 множество датчиков 2 (2-1…2-N), контролирующих температуру, освещенность, задымленность, движение и т.п. В качестве датчиков используют дискретные, импульсные либо аналоговые датчики.
Данные с датчиков 2 считываются соответствующими контроллерами 3 (3-1…3-N). Контроллеры 3 представляют собой устройства контроля и
мониторинга с гибкой комплектацией, предназначенные для охраны и мониторинга различных объектов, для организации системы дистанционного снятия показаний с приборов учета электроэнергии, воды, тепла и последующей передачей накопленной информации в диспетчерский центр по каналам связи Ethernet/Internet. Контроллер 3 содержит программируемые порты ввода-вывода. Конструктивная особенность многофункциональных портов ввода-вывода указанного контроллера 3 позволяет использовать различные датчики и устройства управления. Контроллер 3 снабжен встроенным веб-сервером, доступным компьютеру (не показан) по сети Ethernet/Internet и предназначенным для настройки параметров работы самого контроллера 3, просмотра показаний подключенных датчиков 2 и ручного управления исполнительными устройствами 4, подключенными к данному контроллеру 3.
Контроллер 3 питается от сетевого кабеля за счет блока-инжектора 5, который включен в разрыв конкретного сетевого кабеля и обеспечивает в цепи постоянный ток 1А и номинальное напряжение 12В, при этом используется блок питания 220/12В. Инжектор 5 в составе системы позволяет передавать удаленному устройству вместе с данными электрическую энергию через стандартную витую пару в сети Ethernet. Инжектор 5 использует фантомное питание для передачи электропитания. Можно установить контроллер 3 в месте наилучшего применения, даже если там нет электрических розеток. Инжектор 5 позволяет не только существенно сэкономить на стоимости силовых кабелей и прочих компонентов, но и сократить время установки контроллера 3.
Каждый контроллер 3 осуществляет сбор и считывание данных с соответствующей группы датчиков 2, передачу сигналов на удаленный сервер 6 диспетчерского центра 7, а также на вход блока автоматического управления 8, расположенного на объекте 1.
Удаленный сервер 6 с программным обеспечением 9 по каналам связи осуществляет мониторинг работы системы и выполняет функции супервизорного контроля, а в случае необходимости может менять настройки в программе работы управляющей системы.
Блок автоматического управления 8 является «обработчиком» сигналов с встроенным веб-сервером, либо без него. Блок 8 выполняет функции хранения, обработки поступающих с указанных контроллеров 3 и удаленного сервера 6 данных и выдачи управляющих команд через контроллеры 3 на соответствующие исполнительные устройства 4 (4-1…4 N). Блок 8 прост в монтаже и обслуживании. Блоком 8 может служить персональный компьютер, ноутбук с установленным программным обеспечением или специальное устройство, работающие в локальной сети Ethernet 10, реализующие программу управления всей системой и связанные по каналу Internet 11 с диспетчерским центром 7. Блок 8 также архивирует поступающие данные и реализует резервный канал связи GSM 12. Каналы 10 и 11 связаны между собой малогабаритным маршрутизатором (не показан).
Управляющая система, например, в случае возгорания в офисном помещении в нерабочее время, работает следующим образом.
В помещении 1 произошло возгорание электроприбора. Датчик 2-1, чувствительный к задымленности, типа ИП-212-41М, подает сигнал на контроллер 3-1. Сигнал от контроллера 3-1 поступает по сети 10 на удаленный сервер 6 диспетчерского центра 7 и на блок автоматического управления 8. При исправности блока 8 последний подает команду на соответствующий контроллер 3-1 задействовать соответствующее исполнительное устройство 4-1, которое включает систему пожаротушения в указанном помещении.
Если не функционирует Internet - канал 11, то оператор диспетчерского центра 7 получает сообщение с блока 8 по каналу GSM 12. При выходе из строя блока 8 контроллер 3-1 самостоятельно передает сообщение об аварии в диспетчерский центр 7 по Internet - каналу 11. Оператор на мониторе удаленного сервера 6 отслеживает работу системы, посылая соответствующие команды на вход блока 8.