ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к области аналитического приборостроения и, в частности, к средствам дистанционного контроля и сигнализации состава газа во взрывоопасных зонах.
Известна газоаналитическая система, содержащая центральный блок сигнализации и управления, выполненный в виде соединенных общей шиной интерфейсом и линией питания, по меньшей мере, одного контроллера с оперативным и постоянным запоминающими устройствами, средств индикации, сигнализации и управления и блока питания, периферийный модуль с группой защищенных по искробезопасности измерительных входов датчиков, включающий мультиплексор с группой измерительных датчиков на его входе, периферийные модули связи, выполненные в виде микропроцессора с блоками оперативной памяти, интерфейсом с возможностью соединения с мультиплексором, выносные блоки управления, имеющие интерфейс, контроллер, блоки реле и возможность управляемого соединения с внешними исполнительными устройствами, тестовый дисплей с устройством ввода-вывода, выполненный с возможностью функциональной связи с локальной технологической сетью, образованной общей шиной, интерфейсным кабелем и кабелем питания и функционально связанной с упомянутым центральным блоком сигнализации и управления, мультиплексором, периферийными модулями связи и выносными блоками управления (см. патент РФ №2147145, G08В 25/00,2000).
Недостатком известной системы является сложность изменения программных установок при изменении параметров контролируемой среды и значительный объем кабельных прокладок между местами размещения объектов контроля и средств отображения данных контроля.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой системе является газоаналитическая система, содержащая блок сигнализации и управления, включающий контроллер, интерфейсные платы, блок питания и модуль управления реле и сигнализацией, модули расширения, включающие аналого-цифровой преобразователь, осуществляющий прием аналоговых сигналов измерительных датчиков, преобразование этих сигналов в цифровую форму и передачу информации по интерфейсу, модуль обработки и связи, предназначенный для обеспечения приема данных с модулей расширения обработки этих данных и передачи этих данных на блок сигнализации и управления, выносной блок реле, предназначенный для управления внешними устройствами в зонах, удаленных от места установки блока сигнализации и управления, и выносной блок питания (см. патент РФ на ПМ №17648, G08В 25/00, 2001).
Недостатком известной системы, принятой за прототип является то, что в ней не предусмотрены необходимые меры по обеспечению взрывозащиты при использовании ее во взрывоопасных зонах.
Задача полезной модели состояла в обеспечении взрывозащиты при использовании системы во взрывоопасных зонах.
Указанная задача решается тем, что предложена газоаналитическая система, содержащая блок сигнализации и управления, включающий контроллер, интерфейсные платы, блок питания и модуль управления реле и сигнализацией, модули расширения, включающие аналого-цифровой преобразователь, осуществляющий прием аналоговых сигналов от измерительных датчиков, преобразование этих сигналов в цифровую форму и передачу информации по интерфейсу, модуль обработки и связи, предназначенный для обеспечения приема данных с модулей расширения, обработки этих данных и передачи данных на блок сигнализации и управления, выносной блок реле, предназначенный для управления внешними устройствами в зонах удаленных от места установки блока сигнализации и управлениям выносной блок питания, в которой, согласно полезной модели блок сигнализации и управления выполнен в виде пылевлагозащищенного металлического шкафа с двумя взрывонепроницаемыми оболочками в нем, в которых размещены контроллер, интерфейсные платы, блок питания и модули управления и сигнализации, причем в шкафу установлены клеммники для подключения интерфейсных линий.
Другим отличием предлагаемой системы является то, что модуль расширения выполнен в виде пылевлагозащищенного металлического шкафа с установленной в нем взрывонепроницаемой оболочкой, в которой размещен многоканальный аналого-цифровой преобразователь, причем в шкафу установлены клеммники, к которым подключены искробезопасные цепи от измерительных датчиков.
Еще одним отличием системы является то, что модуль обработки и связи выполнен в виде пылевлагозащищенного металлического шкафа с установленной в нем взрывонепроницаемой оболочкой, в которой размещены контроллер с интерфейсными платами и блок питания, причем в шкафу установлены клеммники для подключения внешнего питания и интерфейсных линий.
Другим отличием системы является то, что выносной блок реле выполнен в виде пылевлагозащищенного металлического шкафа с установленной в нем взрывонепроницаемой оболочкой, в которой различен многоканальный модуль дискретного вывода, соединенный с электронными реле, причем в шкафу установлены клеммники для подключения питания и интерфейсных линий.
Еще одним отличием системы является то, что взрывонепроницаемые оболочки установлены в шкафах на кронштейнах, выполненных с возможностью наклона в сторону двери шкафа.
Благодаря отмеченным выше особенностям выполнения газоаналитической системы в ней обеспечивается технический результат, заключающийся в обеспечении взрывозащиты при использовании системы во взрывоопасных зонах, и, кроме того, обеспечиваются удобства в эксплуатации и обслуживании системы.
Сущность предлагаемой газоаналитической системы поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена блок-схема фрагмента блока сигнализации и управления.
На фиг.2 представлена блок-схема блока сигнализации и управления.
На фиг.3 изображена блок-схема модуля расширения.
На фиг.4 изображена блок-схема модуля обработки и связи.
На фиг.5 изображена блок-схема выносного модуля реле.
На фиг.6 изображено размещение взрывонепроницаемых оболочек в пылевлагозащищенном шкафу.
Газоаналитическая система содержит (фиг.1) блок 1 сигнализации и управления, модуль 2 обработки и связи, модуль 3 расширения, измерительные датчики 4 для контроля различных газов, подсоединенные к модулю 3 расширения, выносной блок 5 реле и выносной блок 6 питания. Все компоненты системы объединены интерфейсным кабелем 7.
Блок 1 сигнализации и управления (фиг.2) представляет собой пылевлагозащищенный металлический шкаф 8, внутри которого установлены две взрывонепроницаемые оболочки 9 и 10 (выделены штриховыми линиями), взрывозащищенные клеммные коробки 11 и 12 с набором клеммников 13 и 14. Во взрывозащищенной оболочке 9 установлен контроллер 15 и блок 16 питания. Питание (24 В) и интерфейс (RS485) подключаются к контроллеру 15 через клеммники 13, установленные в коробке 11. Для проведения настроек и контроля работоспособности контроллера 15 во взрывоопасной зоне к одному из разъемов контроллера 15 через барьер 17 искрозащиты и разъем 18, установленный на оболочке 9 подключается тестовый дисплей (на фиг. не показан). Питание 220 В переменного тока подается на блок 16 питания через клеммы 14, установленные во взрывозащищенной коробке 12. Контроллер 15 по интерфейсам RS485 подключается к сети.
Каждый интерфейс представляет собой часть сети, к которой подключаются модули 3 расширения, выносные блоки 5 реле и другие сетевые устройства.
Во взрывонепроницаемой оболочке 10, установленной в шкафу 8, размещены восьми- (или шестнадцати) канальный модуль 19 дискретного вывода, соединенный с восьмью электронными реле 20 и шестнадцати канальный модуль 21 управления светодиодами 22, который соединен со светодиодами 22 через искробезопасный барьер 23. Для проведения настроек и контроля работоспособности модуля во взрывоопасной зоне к разъему 24 модуля 19 дискретного вывода, управляющего электронными реле 20, через барьер 25 искрозащиты и разъем 26, установленный на оболочке 10 подключается тестовый дисплей (на фиг. не показан).
Модуль 3 расширения представляет собой пылевлагозащищенный металлический шкаф 27, внутри которого установлены взрывонепроницаемая оболочка 28 (выделена штриховой линией), взрывозащищенная клеммная коробка 29 и набор клеммников 30. Во взрывонепроницаемой оболочке 28 размещен восьми- (или шестнадцати-) канальный аналого-цифровой преобразователь 31, соединенный с восьмиканальной платой 32 искрозащиты. Питание (24 В) и интерфейс RS485 подключаются к разъемам 33 и 34 на аналого-цифровом преобразователе 31 через клеммники 35, установленные во взрывозащищенной клеммной коробке 29, измерительные датчики 4 подключаются к модулю 3 расширения посредством искробезопасных цепей к клеммникам 30. Для проведения настроек и контроля работоспособности модуля 3 расширения во взрывоопасной зоне к разъему 36 аналого-цифрового преобразователя 31 через барьер 37 искрозащиты и разъем 38 подключается тестовый дисплей (на фиг. не показан).
Токовые сигналы с измерительных датчиков 4, поступающие через клеммники 30 подаются через плату 32 искрозащиты на вход аналого-цифрового преобразователя 31, оцифровываются и по интерфейсу RS485 подаются в сеть системы.
Модуль 2 обработки и связи (фиг.4) представляет собой пылевлагозащищенный металлический шкаф 39, внутри которого установлены взрывонепроницаемая оболочка 40 (выделена штриховой линией), взрывозащищенные клеммные коробки 41 и 42 и наборы клеммников 43 и 44, установленные в коробках 41 и 42. Во взрывонепроницаемой оболочке 40 установлен контроллер 45 с интерфейсами RS485 и блок 46 питания (220/24 В). Питание 24 В и интерфейс RS485 подключаются к разъемам 47 на контроллере 45 через клеммники 43, установленные в коробке 41. Питание 220 В переменного тока подается на блок 46 питания через клеммы 44, установленные в коробке 42. Для проведения настроек и контроля работоспособности модуля 2 обработки и связи во взрывоопасной зоне к разъему 48 контроллера 45 через барьер 49 искрозащиты и разъем 50, установленный на оболочке 40, подключается тестовый дисплей (на фиг. не показан).
Выносной блок 5 реле (фиг.5) представляет собой пылевлагозащищенный металлический шкаф 51, внутри которого установлены взрывонепроницаемая оболочка 52 (выделена штриховой линией), взрывозащищенная клеммная коробка 53 и твердотельные электронные реле 54. Во взрывонепроницаемой оболочке 52 установлен восьми- (или шестнадцати-) канальный модуль 55 дискретного вывода, соединенный с восьмью электронными реле 54. Питание 24 В и интерфейс RS485 подключаются к разъемам 56 и 57 на модуле 55 через клеммники 58, установленные в коробке 53. Для проведения настроек и контроля работоспособности блока 5 реле во взрывоопасной зоне к разъему 59 модуля 55 через барьер 60 искрозащиты и разъем 61, установленный на оболочке 52, подключается тестовый дисплей. Команды на включение/отключение электронных реле 54 подаются по интерфейсу от модуля 2 обработки и связи или от блока 1 сигнализации и управления.
Выносной блок 6 питания также размещен во взрывонепроницаемой оболочке, размещенной в пылевлагозащищенном металлическом шкафу (на фиг. не показаны).
Все взрывонепроницаемые оболочки 9, 10, 28, 40 и 52, установленные в соответствующих пылевлагозащищенных шкафах 8, 27, 30 и 51, закреплены на кронштейнах 62 (см. фиг.6), выполненных с возможностью наклона в сторону двери 63 шкафа. Это облегчает доступ к содержимому взрывонепроницаемых оболочек и, соответственно, облегчает эксплуатацию и обслуживание системы.
Газоаналитическая система работает следующим образом.
Токовые сигналы от измерительных датчиков 4 поступают на вход аналого-цифрового преобразователя 31 модуля 3 расширения где оцифровываются и по интерфейсу RS485 подаются в сеть системы. С выхода модуля 3 расширения оцифрованные сигналы поступают в модуль 2 обработки и связи, где осуществляется обработка поступивших данных и передача их в блок 1 сигнализации и управления. В блоке 1 сигнализации и управления осуществляется сбор, обработка и анализ измерительных данных, визуальное отображение полученной информации и управление внешними исполнительными устройствами через выносной блок 5 реле.