БЛОК ИНДИКАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области электротехники и электроники, в частности к устройствам световой индикации и управления автоматическими системами управления. Наиболее актуальной областью применения являются устройства безопасности и контроля технического состояния многоагрегатных технических систем, например, систем, в состав которых входят несколько электродвигателей, компрессоров, датчиков давления и т.п.
Традиционный подход к построению систем индикации и управления предполагает наличие отдельно выделенных средств индикации и органов управления для каждого устройства системы либо в виде отдельных пультов или панелей, либо в виде выделенных областей на световых панелях. На практике реализация традиционного подхода сопровождается созданием больших панелей индикации и управления с огромным количеством единичных индикаторов и световых табло, а также органов управления (кнопок, тумблеров и т.п.) определяющих сложность локализации отказа в системе и длительное время для формирования адекватной реакции оператора. Наиболее перспективным решением построения систем индикации и управления является создание когнитивных систем индикации и управления с совмещенными функциями индикаторов и органов управления, что обеспечивает минимизацию технических средств индикации и управления и существенно меньшие временные затраты на анализ индицируемого состояния и выработку команд управления оператором. С развитием систем встроенного контроля, встроенных систем диагностики и разработки различных алгоритмов автоматического устранения отдельных видов неисправностей функции оператора зачастую ограничены включением соответствующей программы, или отключением автоматических систем и переводом последних в ручной режим управления, что налагает на оператора жесткие требования на время принятия решения.
Известен пульт управления индикатором состояния бортовых систем самолета (патент РФ 37277, Н02В 15/02, опубл. 10.04.2004 г.), выбранный в качестве аналога, состоящий из корпуса и лицевой панели. Лицевая панель состоит из четырех рядов кнопок, причем первые три ряда имеют по пять кнопок, четвертый ряд - четыре кнопки и одну ручку управления, а между третьим и четвертым рядами кнопок размещается табло с обозначением «яркость». Информация, например, параметры двигателя, тексты сигнальных сообщений, дополнительные параметры, выводятся на экран индикатора, подключенного к пульту, разными кнопками.
Недостатком аналога является длительное время на считывание и восприятие информации, связанное с необходимостью обслуживания нескольких устройств: при возникновении сигнала об отказе оператору необходимо нажать на кнопку, т.е. сконцентрировать внимание на пульте управления, затем перенести свое внимание на экран индикатора, расположенного на расстоянии, и, в зависимости от ситуации, повторно обратиться к кнопке для принятия мер по управлению параметрами контролируемого объекта. Такое управление также вызывает необходимость напряженного считывания информации, переключение внимания между несколькими устройствами, что вызывает утомляемость у оператора. При этом обслуживание аналога производится на определенной рабочей дистанции и при превышении расстояния, определяемого размером букв и символов на кнопках, корректное считывание информации практически невозможно.
Известен блок индикации и управления (патент РФ 2637046, G08B 19/00, опубл. 29.11.2017 г.), выбранный в качестве прототипа (ближайшего аналога), состоящий из панели, изготовленной из пластмассы и содержащей не менее n отверстий, каждое отверстие дополнительно снабжено хотя бы одним толкателем, выполненным свободно без закрепления перемещающимся в отверстии панели и имеющим с одной стороны расширение, позволяющее воспринимать усилие пальца при надавливании на выпуклую область пластины, пластиной, которая выполнена с возможностью жесткого закрепления на панели, непрозрачной из листового материала, имеющей хотя бы одно окно, выполненное пропускающим свет от средств индикации, и хотя бы одну выпуклую область для нажатия, выполненную позволяющей воздействовать на толкатель, который выполнен передающим данное воздействие кнопкам управления платы электроники устройств для организации систем безопасности, кроме того, число n выбрано равным максимальному суммарному числу средств индикации и управления устройств для организации систем безопасности определенного назначения, а отверстие панели выполнено либо в виде квадрата, либо в виде прямоугольника.
Недостатком прототипа является ограниченность его применения для отображения состояния одного агрегата или технической системы, отсутствие признаков локализации отказа, а строчная конфигурация блока индикации и управления вызывает необходимость напряженного считывания информации и утомляемость у оператора, что в свою очередь влечет длительное время на восприятие, анализ информации и принятие мер по управлению параметрами контролируемой системы. Также следует отметить недостаточно высокий уровень надежности самой системы, так как частичный отказ печатной платы может привести к отказу всего устройства, что в системах повышенной ответственности недопустимо.
Техническим результатом заявленной полезной модели является отображение информации о техническом состоянии объекта, содержащем несколько групп устройств управления, в когнитивно понятной форме.
Технический результат достигается за счет того, что блок индикации и управления содержит приборную панель, выполненную с не менее n отверстиями и расположенными в них толкателями, имеющими с одной стороны расширение, позволяющее воспринимать усилие пальца при надавливании на пластину, выполненную позволяющей воздействовать на толкатель, который передает данное воздействие кнопкам управления, при этом пластина соединена с толкателем и колпачком, в котором установлены светоделитель, светофильтры, первая часть печатной платы подсвета со светодиодами, светоделитель выполнен с возможностью деления общей площади пластины на части и с возможностью его установки внутри колпачка с ориентацией кратной 90° относительно продольной оси толкателя, колпачок и толкатель размещены в корпусе с возможностью продольного перемещения до упора и возврата в исходное положение под действием упругого элемента, причем корпус выполнен в виде тонкостенного замкнутого профиля и содержит узлы крепления к приборной панели, внутри корпуса расположены кнопки управления и вторая часть печатной платы подсвета с электронными компонентами и выводами для подключения, при этом корпусы установлены в приборной панели на минимально возможном расстоянии друг от друга, а пластины ориентированы таким образом, что формируют по меньшей мере один групповой сигнализатор с одинаковыми светотехническими характеристиками, а число n выбрано достаточным для формирования группового сигнализатора симметричной формы.
В блоке индикации и управления упругий элемент выполнен в виде винтовой цилиндрической пружины.
Сущность полезной модели показана на:
Фиг. 1 - Блок индикации и управления;
Фиг. 2 - Блок индикации и управления четырехдвигательной реактивной установки;
Фиг. 3 - Индикация исправности четырехдвигательной реактивной установки;
Фиг. 4 - Индикация исправности десяти каналов передачи данных при наличии двух резервных каналов.
На чертежах представлены следующие обозначения:
1 - приборная панель;
2 - толкатель;
3 - расширение толкателя;
4 - пластина;
5 - кнопка управления;
6 - колпачок;
7 - светоделитель;
8 - канал светоделителя;
9 - светофильтр;
10 - первая часть печатной платы подсвета;
11 - корпус;
12 - упор;
13 - упругий элемент;
14 - узлы крепления;
15 - вторая часть печатной платы подсвета;
16 - групповой сигнализатор.
Блок индикации и управления содержит приборную панель 1 (Фиг. 1-Фиг. 4), выполненную с не менее n отверстиями (не показаны). Внутри отверстий расположены толкатели 2 (Фиг. 1), имеющие с одной стороны расширение 3 (Фиг. 1), позволяющее воспринимать усилие пальца при надавливании на пластину 4 (Фиг. 1-Фиг. 4), позволяющей воздействовать на толкатель 2, который выполнен передающим данное воздействие кнопкам управления 5 (Фиг. 1). Пластина 4 соединена с толкателем 2 и колпачком 6 (Фиг. 1-Фиг. 4), в котором установлен светоделитель 7 (Фиг. 1). В каналах 8 (Фиг. 1) светоделителя 7 установлены светофильтры 9 (Фиг. 1), первая часть печатной платы 10 (Фиг. 1) подсвета со светодиодами. Светоделитель 7 выполнен с возможностью деления общей площади пластины 4 на части и с возможностью его установки внутри колпачка 6 с ориентацией кратной 90° относительно продольной оси толкателя 2. Колпачок 6 и толкатель 2 размещены в корпусе 11 (Фиг. 1-Фиг. 4) с возможностью продольного перемещения до упора 12 (Фиг. 1) и возврата в исходное положение под действием упругого элемента 13 (Фиг. 1). Причем корпус 11 выполнен в виде тонкостенного замкнутого профиля, например из ленты 0,5-М-НТ-НО-12Х18Н10Т-3-В ГОСТ 4986-79. Корпус 11 содержит узлы крепления 14 (Фиг. 2) к приборной панели 1. Узел крепления 14 состоит из двух составных частей: винта фиксатора, например из 12Х18Н10Т-Г-НГ ТУ 14-1-3957-85, фиксатора, например из 12Х18Н9Т ТУ 14-1-3957-85.
Внутри корпуса 11 расположены кнопки управления 5 и вторая часть печатной платы 15 (Фиг. 1) подсвета с электронными компонентами и выводами для подключения. При этом корпусы 11 установлены в приборной панели 1 на минимально возможном расстоянии друг от друга, а пластины 4 ориентированы таким образом, что формируют по меньшей мере один групповой сигнализатор 16 (Фиг. 2-Фиг. 4) с одинаковыми светотехническими характеристиками, а число n выбрано достаточным для формирования группового сигнализатора 16 симметричной формы.
В блоке индикации и управления упругий элемент 13 выполнен в виде винтовой цилиндрической пружины, например из проволоки Б-2А-0,56 ГОСТ 9389-75.
Устройство работает следующим образом. Расположение пластин 4 и светоделителей 7, а также подключение выводов второй части печатных плат 15 производится таким образом, что формируется групповой сигнализатор 16 симметричной формы. На Фиг. 2, Фиг. 3 показан пример исполнения блока индикации и управления для 4-х двигательной реактивной установки (с обозначениями двигателей «ДВ 1», «2 ДВ», «ДВ 3», «4 ДВ»), а на Фиг. 4 - пример исполнения блока индикации и управления для системы с десятью каналами передачи данных и двумя резервными каналами (с обозначениями каналов «1», «2», «3», «4», «5», «6», «7», «8», «9», «10», «КАНАЛ/РЕЗ1», «РЕ32/КАНАЛ»). В случае нормальной работы устройства оператору достаточно контролировать целостность высвечиваемой картины - группового сигнализатора 16, а в случае отказа одного из устройств, например второго двигателя, правильная форма фигуры исказится, формируя в сознании оператора сигнал о произошедшем отказе в системе, при этом мотивируя оператора нажать на элемент группового сигнализатора 16 - пластину 4 и привести в действие соответствующий толкатель 2, нажатие которого приведет в действие контакт и система запустит программу на повторный анализ, устранение, выдачу информации о текущем состоянии.
После изменения состояния группового сигнализатора 16 оператор приводит в движение толкатель 2 нажатием на пластину 4, которая закреплена в колпачке 6, соединенном с толкателем 2 расширением 3. Толкатель 2 перемещается до упора 12, что приводит к срабатыванию кнопок управления 5. После снятия усилия колпачок 6 под действием упругого элемента 13 возвращается в исходное состояние. Корпус 11 выполненный в виде тонкостенного профиля, позволяет размещать корпусы 11 близко друг к другу, за счет чего обеспечивается простота формирования группового сигнализатора 16.
В каналах 8 светоделителя 7 могут быть установлены светофильтры 9 различных цветов в зависимости от необходимого состояния индикации, например, состояния исправности - зеленые светофильтры при использовании светодиодов белого свечения, либо нейтральные светофильтры при применении светодиодов зеленого света. На пластине 4 могут быть выполнены светопрозрачные надписи любого цвета на черном фоне, так и черные надписи на светопрозрачном фоне любого цвета.
За счет размещения пластин 4 на близком друг от друга расстоянии формируется групповой сигнализатор 16, обеспечивающий мгновенное восприятие технического состояния сложной системы управления многоагрегатной технической системы. Изменение формы группового сигнализатора 16 обеспечивает минимальное время для формирования команды управления путем нажатия на элемент группового сигнализатора, изменившего свое состояние и разрушивший форму группового сигнализатора 16, т.е. сокращается время для принятия мер по устранению отказных состояний элементов сложных технических систем.
Расстояние между пластинами 4 с одной стороны не позволяет создать сплошной сигнализатор, но при действующем встроенном освещении и при наблюдении с рабочей дистанции расстояние между пластинами 4 не препятствует восприятию группового сигнализатора 16.
Использование предложенного устройства позволяет достичь заявленного технического результата, который не мог в свою очередь быть достигнут при осуществлении ближайшего аналога (прототипа) заявленного технического решения.
В уровне техники не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленной полезной модели.
Предлагаемая полезная модель технически осуществима и промышленно реализуем на приборостроительном предприятии, проведенные испытания подтверждают достижение заявленного технического результата.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности полезной модели, а именно оно является новым и промышленно применимым.