СИСТЕМА ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ УДАЛЕННОГО ОБЪЕКТА

Полезная модель относится к средствам передачи информации и может быть использована в системах телемеханики для диагностики состояния и управления удаленными объектами, преимущественно катодными станциями.
Известна система телеметрического контроля и управления объектом, содержащая датчики и исполнительные устройства, подсоединенные к процессору и приемно-передающее устройство, соединенные между собой линиями связи, при этом приемно-передающее устройство выполнено в виде сотового телефона, соединенного через адаптер с процессором, к которому подключен блок памяти (см. заявку на изобретение РФ №2004105772, МПК G08B 25/00).
Однако система имеет недостаточное быстродействие, необходимое для оперативного управления параметрами объекта.
Известна система контроля и управления на расстоянии объектами, содержащая пульт управления, органы управления устройствами объекта, первичные преобразователи, устанавливаемые на устройствах объекта для получения сигналов телеизмерения и телесигнализации, указывающих на состояние контролируемых объектов, и контрольный пункт, связанный с первичными преобразователями и органами управления устройствами объекта, а через канал связи с пультом управления, причем контрольный пункт содержит блок преобразования сигналов телеизмерения и телесигнализации в цифровой сигнал, передаваемый через канал связи на пульт управления, блок преобразования цифрового сигнала, поступающего с пульта управления, в сигнал управления и контроллер для синхронизации работы блоков. Функции блоков преобразования сигналов выполняют устройства рассредоточенные, которые подключены входами к первичным преобразователям и выходами к органам управления непосредственно, а с контроллером соединены витой парой (см. заявку на изобретение РФ №2001132648. МПК G08C 19/00).
Устройству также присущи перечисленные выше недостатки.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является система для оперативного контроля и управления состоянием удаленного объекта, содержащая блок контроля и управления состоянием объекта, канал для приема-передачи сигналов по линии сотовой связи, подключенный
первым своим портом к блоку контроля и управления состоянием объекта, блок сопряжения с объектом, первый и второй выводы которого непосредственно подключены к объекту, а третий вывод подключен к второму порту канала для приема-передачи сигналов по линии сотовой связи, причем блок сопряжения с объектом содержит микропроцессорное устройство, двунаправленный вывод которого является третьим выводом блока сопряжения с объектом, датчик контролируемого параметра объекта, информационный выход которого соединен с входом микропроцессорного устройства, исполнительное устройство, первый вывод которого подключен к первому измерительному выводу датчика контролируемого параметра объекта, второй измерительный вывод которого является первым выводом блока сопряжения с объектом, второй вывод которого является вторым выводом исполнительного устройства, управляющий вход которого соединен с выходом микропроцессорного устройства (см. заявку на изобретение РФ №2003105183, МПК G08B 25/10).
К причинам, препятствующим достижению, указанного ниже технического результата при использовании системы является значительное время, необходимое для изменения сигнала управления исполнительным устройством при возникновении внешнего возмущающего воздействия. Значительное время реагирования системы уменьшает точность поддержания параметра, особенно при быстропротекающих внешних возмущениях, что снижает качество регулирования и снижает достоверность контроля.
Кроме того значительное время реагирования системы увеличивает время обмена блока контроля и управления состоянием объекта с блоком сопряжения с объектом, что ограничивает возможности системы при большом количестве объектов контроля, и увеличивает затраты на оплату услуг сотовой связи.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в повышении качества управления удаленным объектом преимущественно при использовании модульной структуры исполнительного устройства.
Технический результат, отвечающий, сформулированной выше задаче, состоит в повышении точности поддержания параметра, за счет уменьшения времени реакции системы на возмущающее воздействие.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в системе для оперативного контроля и управления состоянием удаленного объекта, содержащей блок контроля и управления состоянием объекта, связанный по каналу связи с блоком сопряжения с объектом, имеющим выводы для подключения к объекту, причем блок сопряжения с объектом содержит микропроцессорное устройство, датчик контролируемого параметра объекта, подключенный к одним выводом к
исполнительному устройству, а информационным выходом к входу микропроцессорного устройства, согласно решению, в блок сопряжения с объектом дополнительно введена схема сравнения, выход которой соединен с управляющим входом исполнительного устройства, первый вход подключен к информационному выходу датчика контролируемого параметра объекта, а второй вход соединен с выходом микропроцессорного устройства.
Связь между блоком контроля и управления осуществлена по каналу сотовой связи.
Исполнительное устройство выполнено в виде набора идентичных модулей, связанных одноименными выводами.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации не позволил обнаружить на дату подачи заявки средства того же назначения, совокупность признаков которого полностью идентична совокупности признаков заявляемого изобретения. Из этого сделан вывод о соответствии заявляемого решения критерию НОВИЗНА.
На чертеже приведена функциональная схема устройства. Система для оперативного контроля и управления состоянием удаленного объекта, содержит блок контроля и управления состоянием объекта 1, канал связи для приема-передачи сигналов по линии сотовой связи 2, подключенный первым своим портом к блоку контроля и управления состоянием объекта 1, блок сопряжения с объектом 3, первый и второй выводы которого непосредственно подключены к объекту, а третий вывод подключен к второму порту канала для приема-передачи сигналов по линии сотовой связи 2. Блок сопряжения с объектом 3 содержит микропроцессорное устройство 4, датчик контролируемого параметра объекта 5, исполнительное устройство 6, схему сравнения 7. При этом первый вывод исполнительного устройства 6 подключен к первому измерительному выводу датчика контролируемого параметра объекта 5, второй измерительный вывод которого является первым выводом блока сопряжения с объектом 3, а информационный выход соединен с первым входом схемы сравнения 7 и входом микропроцессорного устройства 4. При этом блок сопряжения расположен в непосредственной близости от объекта 8. Второй вывод исполнительного устройства 6 является вторым выводом блока сопряжения с объектом 3, а управляющий вход подключен к выходу схемы сравнения 7. Второй вход схемы сравнения 7 соединен с выходом микропроцессорного устройства 4, двунаправленный вывод которого является третьим выводом блока сопряжения с объектом 3.
Один из возможных вариантов реализации приведенных на чертеже функциональных элементов состоит в следующем.
Блок контроля и управления состоянием объекта 1 может быть выполнен либо в виде компьютера, либо мобильного телефона, либо специализированного блока с сенсорным дисплеем, с целью совмещения функций клавиатуры и индикации, например на базе жидкокристаллического дисплея PG320240WRF-DE4-HY2.
Канал для приема-передачи сигналов по линии сотовой связи 2 может быть выполнен на базе сотового модема, например FASTRACK М 1306 В-GSM/GPRSC 1.10Modem.
Микропроцессорное устройство 4 может быть выполнено на базе PIC процессора типа PIC 18 F252-I/P
Датчик контролируемого параметра объекта 5 может быть выполнен в виде датчика тока типа Шунт 75ШСММ3-100-0.5.
Исполнительное устройство 6 может быть выполнено в виде любого источника тока, управляемого напряжением, например модуль источника тока (МИТ), входящего в состав преобразователя для катодной защиты ПКЗ-АР, выпускаемого предприятием ООО "ЦИТ-ЭС".
Схема сравнения 7 может быть выполнена на базе операционного усилителя типа 140УД12, либо 140УД17.
Работа системы для оперативного контроля и управления состоянием удаленного объекта состоит из последовательности циклов обмена информацией между блоком контроля и управления состоянием объекта 1 и блоком сопряжения с объектом 3 по каналу связи, например, по линии сотовой связи 2.
При этом во время цикла управления в блок сопряжения с объектом 3 от блока контроля и управления состоянием объекта 1 передается значение "Уставки" контролируемого параметра, а во время цикла контроля в блок контроля и управления состоянием объекта 1 от блока сопряжения с объектом 3 передается информация о текущем значении контролируемого параметра.
После получения информации о значении Уставки" контролируемого параметра микропроцессорное устройство 4 формирует на втором входе схемы сравнения 7 уровень напряжения, пропорциональный значению параметра, которое необходимо поддерживать с заданной точностью.
Наряду с этим микропроцессорное устройство 4 регулярно через интервал времени, определяемый его внутренним циклом работы, измеряет уровень сигнала, поступающий на его вход с датчика контролируемого параметра объекта 5.
Во время цикла контроля микропроцессорное устройство 4 передает в блок контроля и управления состоянием объекта 1 информацию о текущем значении контролируемого параметра объекта.
При воздействии на объект контроля внешнего возмущения изменяется значение сигнала на информационном выходе датчика контролируемого параметра объекта 5. Схема сравнения 7 сравнивает уровни сигналов с выхода микропроцессорного устройства 4 и с информационного выхода датчика контролируемого параметра объекта 5. Результатом данного сравнения является такое изменение сигнала на управляющем входе исполнительного устройства 6, при котором значение контролируемого параметра возвращается к заданному значению.
Реализация аппаратным путем функции сравнения фактического значения параметра с заданным значением, исключив из контура регулирования программно-управляемых элементов, значительно сокращает время реакции системы на возмущающее воздействие. Это позволяет повысить точность поддержания параметра, уменьшить время обмена блока контроля и управления состоянием объекта с каждым объектом, и, тем самым, увеличить максимально-возможное число контролируемых объектов.