АВТОНОМНОЕ УСТРОЙСТВО СИГНАЛИЗАЦИИ И ПУСКА

Полезная модель относится к управляющим и регулирующим системам общего назначения, а именно к средствам управления различными технологическими процессами - для сбора, обработки и регистрации диагностических и командных извещений различного вида, а также для управления акустическими, оптическими и иными оповещателями и всевозможными исполнительными механизмами, преимущественно в системах, имеющих распределенную структуру. Устройство может быть использовано для долговременного непрерывного наблюдения за состоянием объекта в автономном режиме, на котором оно размещено и, в случае наступления события, либо совокупности событий, на данном объекте запуска, подключенных к нему исполнительных механизмов.
Известно автономное устройство сигнализации и пуска, содержащее датчики физического параметра, узел анализа и управления, узел связи, узел проверки работоспособности, узел пуска исполнительных механизмов и источник автономного питания (ЕР №0295146).
Известно автономное устройство сигнализации и пуска для энергетической установки с множеством взаимодействующих между собой частей установки, с выполняющими различные функции в общей для частей установки автоматизированной системе управления приборами автоматики, причем приборы автоматики связаны друг с другом и с управляющим блоком через шину данных, передающую важные для установки данные, отличающееся тем, что приборы автоматики в соответствии с технологической структурой установки объединены в работоспособные независимо друг от друга блоки, причем каждый работоспособный блок соответствует функциональной цепочке (1-n), охватывающей множество частичных функций, причем частичные функции функциональной цепочки связаны через общую линию данных, которая передает только важные для работоспособного блока данные, причем каждая частичная функция охватывает множество подсистем с управляемыми компонентами установки (RU заявка №94021650, опубл. 2003).
Недостатками указанных известных устройств являются сложность настройки, узость функциональных возможностей, ограничивающая разнообразие периферийного оборудования, и низкая надежность контроля состояния объекта и управления исполнительными средствами.
Известно автономное устройство сигнализации и пуска, содержащее персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ) и группу взаимодействующих с ней объединенных между собой цифровым интерфейсом контроллеров, соединенных через локальную вычислительную сеть между собой, каждый из которых связан с периферийным оборудованием в одной из зон комплекса, включающим датчики, а также исполнительные механизмы и оповещатели, объединенные через локальную вычислительную сеть рабочие станции и серверы на базе персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ), при этом каждый контроллер содержит модуль центрального процессора (МЦП), предназначенный для управления функциональными модулями и исполнительными механизмами, и модули функциональные (МФ) с конфигурируемой структурой, предназначенные для обработки сигналов от датчиков и формирования сигналов управления исполнительными механизмами, соединенные через системную шину VME-bus, причем модуль функциональный МФ с конфигурируемой структурой содержит схему интерфейса VME-bus, мезонины ввода и мезонины вывода переменного количества и структуры, соединенные через первую группу разъемов со схемой обработки сигналов и управления, а через вторую группу разъемов - с внешними входами и выходами модуля функционального, соответственно, для подключения внешних датчиков и исполнительных механизмов (RU №2279117, 27.02.2006, прототип).
Недостатками данного устройства являются сложность настройки и низкая надежность управления исполнительными средствами.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного автономного устройства сигнализации и пуска (АУСП), а также расширение арсенала автономных устройств сигнализации и пуска.
Технический результат, обеспечивающий решение задачи состоит в упрощении настройки, расширении функциональных возможностей для оптимальной компоновки системы на объекте, повышении надежности электропитания, а также в повышении надежности и точности управления исполнительными механизмами (средствами).
Сущность полезной модели состоит в том, что автономное устройство сигнализации и пуска содержит датчики физического параметра, связанные с узлом анализа и управления, к которому подключены узел связи, узел проверки работоспособности и узел пуска исполнительных механизмов, связанный линией пуска с исполнительным механизмом и подключенный к источнику автономного питания, который соединен с узлом связи, подключенным к внешней линии связи, при этом оно содержит, по меньшей мере, два датчика одного физического параметра с разным порогом срабатывания, а узел анализа и управления выполнен с возможностью временной задержки сигнала пуска исполнительных механизмов.
Предпочтительно устройство содержит, по меньшей мере, два датчика температуры с разным порогом срабатывания, а внешняя линия связи соединена с, по меньшей мере, одним узлом связи другого автономного устройства сигнализации и пуска, выполненным с единым программным обеспечением.
В частных случаях реализации внешняя линия связи выполнена беспроводной, при этом узел связи выполнен в виде радиомодуля, который выполнен с возможностью сверхширокополосной радиосвязи.
На чертеже фиг.1 изображена функциональная блок-схема автономного устройства сигнализации и пуска, на фиг.2 - схема принципиальная группы автономных устройств сигнализации и пуска.
Автономное устройство сигнализации и пуска содержит (фиг.1) блок 1 - само АУСП, чувствительные элементы 2 (датчики), узел 3 анализа и управления, узел 5 связи, узел 6 проверки работоспособности, источник 7 автономного питания, линия 8 связи, линия 9 пуска исполнительного механизма 10. Группа автономных устройств сигнализации и пуска (фиг.2) содержит автономные блоки 11 АУСП с кодом "1" и подключенными к ним исполнительными механизмами, автономные блоки 12 АУСП с кодом "2" и подключенными к ним исполнительными механизмами, автономные блоки 13 АУСП с кодом "3" и подключенными к ним исполнительными механизмами (не обозначены), а также диспетчерский пульт 14, например в виде персонального компьютера со специальным адаптером и программным обеспечением. Блоки 11, 12, 13 размещены в зонах контроля 15, 16, 17, соответственно. Узел 5 связи может быть выполнен в варианте радиомодуля, то есть связь как между различными блоками 11-13 АУСП, так и отдельным блоком 1 АУСП и пультом 14 будет осуществляться через беспроводную линию 8 связи. Приемопередающий радиомодуль содержит встроенное программное обеспечение. Конфигурация и устройство радиомодуля делают его максимально удобным для непосредственного монтажа внутри блока АУСП. При этом целесообразно использовать радиомодули на основе СШП (сверхширокополосная радиосвязь) отличие которой от обычной состоит в том, что излучение ведется одновременно в очень широком диапазоне радиочастот, при этом сигнал сопоставим с уровнем естественных шумов, что делает его трудно обнаруживаемым. Кроме того, такое излучение практически не реально заглушить, оно устойчиво к помехам так как помехи и глушение излучают в ограниченной полосе частот.
Автономное устройство сигнализации и пуска работает следующим образом.
В установившемся режиме дежурства потребление энергии отсутствует, либо минимально и сопоставимо с током саморазряда источника 7 автономного питания, а его работоспособность можно периодически контролировать с помощью узла 6 проверки работоспособности.
При достижении физических параметров объекта, на котором размещено АУСП порогового значения одного из датчиков 2 узел 3 анализа и управления переходит из режима дежурства в режим опасности.
Если в режиме опасности происходит достижение физических параметров объекта, на котором размещено АУСП, порогового значения второго датчика 2, то АУСП переходит в режим тревоги. При этом узел 3 анализа и управления реализует временную задержку сигнала пуска исполнительных средств 10, т.е. через определенный, заранее установленный промежуток времени подает управляющий сигнал на узел 4 пуска исполнительных механизмов, что приводит к подаче на линию 9 пуска исполнительных механизмов напряжения необходимого для приведения в действие, подключенного к этой линии исполнительного механизма 10. После снятия напряжения с линии пуска 9 исполнительных механизмов узел 3 анализа и управления подает управляющий сигнал на узел 5 связи, что приводит к передаче в линию 8 связи сигнала с определенным кодом.
Если в режиме опасности с линии 8 связи на узел 5 связи приходит сигнал с определенным кодом, например от другого блока 12 или 13 АУСП, то независимо от состояния второго датчика 2 узел 3 анализа и управления без задержки подает управляющий сигнал на узел 4 пуска исполнительных механизмов, что приводит к подаче на линию 9 пуска исполнительных механизмов напряжения необходимого для приведения в действие, подключенного к этой линии исполнительного механизма 10.
Таким образом, АУСП может функционировать как в виде отдельной системы с исполнительным механизмом, так и в сети с другими АУСП, связанных посредством линий 8 связи. Это целесообразно на средних и крупных объектах, как правило, физически невозможно подключить все многочисленное оборудование к одному АУСП. К тому же, максимальная длина линии связи между устройствами обычно ограничена несколькими сотнями метров. Для преодоления этих проблем, а также для обеспечения практически неограниченной масштабируемости и гибкости сеть может быть построена по многозвенной архитектуре.
При этом в такой сети взаимодействуют только АУСП, имеющие одинаковый программный код. Такая особенность позволяет разбивать сеть на группы и зоны контроля, что дает возможность адресного пуска исполнительных механизмов 10, а также, при необходимости, централизовать наблюдение и управление с помощью специального диспетчерского пульта 14.
С помощью АУСП и его исполнительных механизмов 10 производиться работа (вращение вала), может осуществляться блокирование двери и/или запирание прохода через турникет и/или перекрывание путей выхода и/или включение средств пожаротушения и/или открывание/закрывание заслонки и/или включение/выключение вентилятора или кондиционера или механизмы подачи воды, пены, огнетушащих порошков и т.п., а также изоляция горящего помещения от других помещений путем блокировки или закрытия дверей и окон, выключения лифта и др. средств. Аналогично может отрабатываться сигнал датчиков 2 давления о падении давления ниже допустимого уровня, свидетельствующем о разрыве трубопровода или резервуара.
В результате создано эффективное автономное устройство сигнализации и пуска, а также расширен арсенал автономных устройств сигнализации и пуска.
При этом упрощена настройка, расширены функциональные возможности для оптимальной компоновки системы на объекте и взаимодействия с распределенными по протяженным линиям связи различными по конструктивному выполнению, программному обеспечению и контролируемым параметрам типами датчиков и для управления разнообразными видами исполнительных механизмов, элементов сигнализации, повышена надежность электропитания, так как механизмы 10 потребляют электроэнергию только в том случае, когда они выполняют полезную работу, а механизмы 10, которые в течение заданного временного интервала не используются, отключаются, и впоследствии включаются по требованию, а также повышены надежность и точность управления исполнительными механизмами.