ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА НАВЕДЕНИЯ И ИНДИКАЦИИ (СНИ)

Полезная модель (ПМ) относится к области вычислительной техники, в частности, к системам автоматизации управления технологическими процессами крупных промышленных объектов. Разработана для решения задач точного наведения (позиционирования) и индикации состояния исполнительных механизмов машины перегрузочной (МП) на АЭС, а также использования в распределенных информационно-управляющих системах роботизированных транспортно-технологических комплексов.
Известна система для измерения углов срабатывания исполнительных механизмов (см. патент на полезную модель РФ №29418, 2002 г.), содержащая: редуктор, муфту на выходном валу редуктора, привод вращения, схему индикации углов срабатывания исполнительного механизма (состоит из счетчика импульсов и устройства индикации углов, блока управления).
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками ПМ, является функциональное назначение - измерение углов поворота механизмов, а так же блоки: схема индикации углов срабатывания (панель индикации в СНИ).
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются зависимость получаемых данных для обработки от механических элементов системы: редуктор, муфта, концевой выключатель, а также отсутствие интерфейса передачи данных другим устройствам для осуществления функций управления исполнительными механизмами.
Из известных устройств наиболее близким к заявленной ПМ является система регистрации параметров грузоподъемной машины для регистрации параметров работы грузоподъемных машин в реальном масштабе времени (см. патент на полезную модель РФ №63345 03.2007).
Система регистрации параметров грузоподъемной машины содержит обязательный блок обработки данных (блок архивации, запоминающее устройство, блоки индикации, таймер и автономный источник питания, интерфейсы проводные и беспроводные) и периферийные устройства (датчики),
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками ПМ, являются: блок обработки данных (в ПМ это панель индикации), а так же периферийные устройства для регистрации параметров (датчики). Так же как аналог, панель индикации вычисляет и регистрирует положение механизма.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются отсутствие современных защищенных промышленных интерфейсов CAN, Ethernet. Отсутствие обнаружения внешней ошибки блоков обработки данных в распределенной системе управления (в случае, когда их несколько), что позволило бы реагировать оперативно в случае отказа блока. Небольшой выбор датчиков для подключения к системе, а также отсутствие интерфейса передачи данных другим устройствам для осуществления функций управления исполнительными механизмами.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состояла в создании автономной системы наведения для точного позиционирования и индикации состояния исполнительных механизмов машины перегрузочной.
В СНИ предусмотрена возможность подключения нескольких датчиков с CAN интерфейсом от различных производителей. Оперативное наблюдение за положением машины перегрузки осуществляется как на панели индикации, так и на персональном компьютере. Необходимые данные для точного наведения (позиционирования) передаются в другие устройства по сети Ethernet для осуществления функций управления исполнительными механизмами МП.
Для этого в систему наведения и индикации включены следующие блоки (фиг.):
1. персональный компьютер (ПК),
2. коммутатор,
3. блок питания,
4, 5 панель индикации,
6, 7, 8, 9, 10 датчики углового положения (энкодеры).
Персональный компьютер принимает данные от панелей индикаций по каналу Ethernet и обрабатывает данные для визуального отображения машины перегрузочной, положения ее механизмов и зоны обслуживания. Ведет базу данных с положениями тепловыделяющих сборок, состоянием разрешенных зон для перемещения, координатами расположения бассейнов выдержки и реактора. На экране оператор видит положение МП и рабочей зоны обслуживания, а так же в каком положении находятся исполнительные механизмы. Программа на персональном компьютере выдает предупреждение оператору в случае выезда механизмов МП в зоны, запретные для перемещений. Помимо этого, ПК обеспечивает организацию работы оператора с протоколами движения МП (поиск, сортировку, отображения графиков перемещений и т.д.). ПК позволяет передавать данные о положении механизмов МП и маршрутов их перемещений в другие устройства для наведения механизмов МП на конкретную координату, заданную оператором.
Коммутатор обеспечивает связь между персональным компьютером и панелями индикации.
Панель индикации имеет патент на полезную модель РФ №79197 и обеспечивает основные функции системы наведения и индикации:
- прием и обработку данных от датчиков;
- отображение положения механизмов в миллиметрах или в градусах на индикаторах;
- регистрацию положения МП;
- слежение за ошибками и блокировками;
- ведение протокола работы МП на энергонезависимой карте памяти Compact Flash.
Энкодеры - это интеллектуальные датчики углового положения. В СНИ могут использоваться датчики с интерфейсом CAN и поддержкой протокола CANOpen или DeviceNet.
Работа системы наведения и индикации начинается с подачи напряжения питания. Далее инициализируются панели индикации, персональный компьютер, энкодеры. Панель индикации опрашивает состояние энкодеров (датчиков углового положения), обрабатывает полученные данные, регистрирует положение МП на внешней памяти Compact Flash, отображает углы поворота или пройденный путь четырех механизмов на поле восьмисегментной индикации. Обе панели объединены одной сетью по CAN интерфейсу. В рабочем режиме каждая панель опрашивает энкодеры, условно закрепленные за ней. Если одна из панелей выйдет из строя, то вторая, обнаружив это по сигналу внешней ошибки, будет опрашивать энкодеры другой панели без отображения на индикаторах, но с передачей данных программе на персональном компьютере. Таким образом, даже при неисправности одной из панелей, на персональном компьютере все равно будет отображаться положение всех механизмов МП.