Блок формирования управляющих дискретных воздействий распределенного контролируемого пункта

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту для автоматизированных цифровых систем управления, в составе следующих изделий «Блок формирования управляющих дискретных воздействий РКП ТУ4Д», «Блок формирования управляющих дискретных воздействий РКП ТУ8» и «Блок формирования управляющих дискретных воздействий РКП ТУ12». Более конкретно полезная модель используется для реализации команд телеуправления.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленной полезной модели аналогом (прототипом) является «Распределенный контролируемый пункт» по патенту РФ №92645 на полезную модель (МПК B61L 27/04). Указанное устройство включает блоки ввода и вывода сигналов и центральный блок управления, соединенный с локальной сетью, отличающийся тем, что содержит рабочее место дежурного по станции и рабочее место электромеханика, каждое из которых оснащено, по меньшей мере, двумя равнозначными по отображению компьютерами с сетевыми портами Ethernet, объединенными в дублированную локальную сеть с помощью коммутаторов, причем рабочее место электромеханика дополнительно оснащено модемами для удаленного мониторинга, при этом центральный блок управления включает, по меньшей мере, два промышленных компьютера с сетевыми портами Ethernet и CAN, модуль связи, обеспечивающий возможность подключения через устройства защиты к другим распределенным контролируемым пунктам, и коммутаторы локальной сети Ethernet, связанные между собой дублированной локальной сетью, и обеспечивает взаимодействие по двум локальным сетям типа CAN с двумя комплектами блоков ввода и вывода сигналов, включающими блоки вывода сигналов телеуправления, блоки ввода сигналов телесигнализации и блоки вывода сигналов ответственного телеуправления, а также взаимодействие посредством третьей локальной сети типа CAN с блоками ввода сигналов телеизмерения, осуществляющими диагностику и контроль технического состояния стационарных устройств автоматики и телемеханики. Данное техническое решение обладает недостатками. Сигналы, подключаемые к блокам вывода сигналов, являются обезличенными, то есть, нет никакой возможности определить какой объект управления подключен к какому блоку вывода сигналов, так же отсутствует возможность контроля температуры блока.
Технический результат заключается в расширении реализации функций устройства за счет обеспечения возможности идентификации и непрерывного контроля, подключаемых к устройству сигналов телеуправления, а также обеспечения возможности измерения температуры устройства. Данный технический результат достигается за счет всей совокупности перечисленных признаков.
Сущность полезной модели состоит в том, что блок формирования управляющих дискретных воздействий распределенного контролируемого пункта включает входной фильтр, подключенный к преобразователю напряжения, выходы которого, подключены ко входам схемы подключения к сети связи, постоянного запоминающего устройства для хранения данных, однокристального микроконтроллера, схемы индикации, схемы измерения температуры, схемы согласования с идентификатором сигналов, идентификатора сигналов, схемы вывода сигналов с по меньшей мере, одной парой выходов, причем выводы идентификатора сигналов подключены к выводам схемы согласования с идентификатором сигналов, а выводы однокристального микроконтроллера соединены с выводами схемы подключения к сети связи, постоянного запоминающего устройства, схемы индикации, схемы измерения температуры, схемы согласования с идентификатором сигналов, идентификатора сигналов и схемы вывода сигналов. Причем входной фильтр выполнен с возможностью фильтрации электромагнитных помех. А преобразователь напряжения выполнен с возможностью преобразования внешнего напряжения питания от внешнего источника питания в напряжение питания однокристального микроконтроллера. Кроме того, схемы подключения к сети связи выполнены с возможностью согласования сигналов сети связи с сигналами однокристального микроконтроллера. Вместе с тем, однокристальный микроконтроллер выполнен с возможностью приема и передачи сообщений из сети связи, чтения сигналов аналого-цифрового преобразователя и их обработки, проверки работоспособности блока, формирования и передачи диагностических сообщений. А схема измерения температуры выполнена с возможностью контроля температуры изделия и передачи результата в однокристальный микроконтроллер. Также схема вывода сигналов выполнена с возможностью усиления, согласования с электромагнитными реле или усиления и согласования с твердотельными ключами с оптронной развязкой. Кроме того, идентификатор сигналов выполнен с возможностью передачи, по запросу однокристального микроконтроллера, идентификационной информации.
Полезная модель поясняется графически на фиг.1 представлена схема блока формирования управляющих дискретных воздействий распределенного контролируемого пункта.
1
N
Блок формирования управляющих дискретных воздействий распределенного контролируемого пункта состоит из входного фильтра 1, преобразователя напряжения 2, схемы подключения к сети связи 3, постоянного запоминающего устройства 4, однокристального микроконтроллера 5, схемы индикации 6, схемы измерения температуры 7, схемы согласования с идентификатором сигналов 8, идентификатора сигналов 9, схемы вывода сигналов 10 с по меньшей мере, с одной парой выходов. Выход входного фильтра 1 подключен ко входу преобразователя напряжения 2, выходы которого подключены ко входам схемы подключения к сети связи 3, постоянного запоминающего устройства 4, однокристального микроконтроллера 5, схемы индикации 6, схемы измерения температуры 7, схемы согласования с идентификатором сигналов 8, идентификатора сигналов 9, схемы вывода сигналов 10. Выводы однокристального микроконтроллера 5 соединены с выводами схемы подключения к сети связи 3, постоянного запоминающего устройства 4, схемы индикации 6, схемы измерения температуры 7, схемы согласования с идентификатором сигналов 8, идентификатора сигналов 9, схемы вывода сигналов 10. Выводы идентификатора сигналов 9 подключены к выводам схемы согласования с идентификатором сигналов 8. Как показано на фиг. 1 вход U - является входом питания. Вывод С является выводом сети связи. Выходы О…O являются выходами устройства, где N-количество выходов. Входной фильтр 1 осуществляет фильтрацию электромагнитных помех. Преобразователь напряжения 2 осуществляет преобразование внешнего напряжения питания от внешнего источника питания в напряжение питания однокристального микроконтроллера 5. Схемы подключения к сети связи 3 предназначены для согласования сигналов сети связи с сигналами однокристального микроконтроллера 5. Постоянное запоминающее устройство 4 осуществляет хранение данных. Однокристальный микроконтроллер 5 реализует следующие функции: - прием и передачу сообщений из сети связи; - запись выходных сигналов и их обработка; - проверка работоспособности (диагностика) блока; - формирование и передача диагностических сообщений. Схема индикации 6 позволяет визуально оценить работу блока. Схема измерения температуры 7 позволяет контролировать температуру изделия и передавать результат в однокристальный микроконтроллер 5. Схема согласования с идентификатором сигналов 8 осуществляет согласования сигналов идентификатора сигналов 9 с сигналами однокристального микроконтроллера 5. Идентификатор сигналов 9 осуществляет передачу, по запросу однокристального микроконтроллера 5, идентификационной информации. Схема вывода сигналов 10 осуществляет гальваническую развязку и управление выходами устройства. Схема вывода сигналов 10 в части устройств (первого типа РКП ТУ4Д, РКП ТУ8) состоит из элементов усиления, согласования и электромагнитных реле с двумя переключающими контактами. Выходы однокристального микроконтроллера 5 через схемы усиления и согласования управляют электромагнитными реле. Один из тройников каждого реле выведен из блока формирования управляющих дискретных воздействий распределенного контролируемого пункта и используется для управления внешними устройствами, подключаемыми к нему. Контакты второго тройника подключены к входам однокристального микроконтроллера 5 и применяются для контроля срабатывания. Схема вывода сигналов 10 другой части устройств (второго типа РКП ТУ 12) состоит из элементов схем усиления и согласования и твердотельных ключей с оптронной развязкой. Выходы однокристального микроконтроллера 5 в этом случае, через схемы усиления и согласования, управляют твердотельными ключами с оптронной развязкой. Каждый ключ реализует один замыкающий контакт, имеющий одностороннюю проводимость. Выходы ключей выведены из блока формирования управляющих дискретных воздействий распределенного контролируемого пункта и используются для управления внешними устройствами, подключаемыми к нему. Для защиты от перенапряжения каждый выход зашунтирован защитным стабилитроном с двухсторонней проводимостью на напряжение выше коммутируемых цепей.
Блок формирования управляющих дискретных воздействий распределенного контролируемого пункта работает следующим образом. Команды управления поступают со входа С устройства на схемы подключения к сети связи 3. С выходов схемы подключения к сети связи 3 сигналы поступают на входы однокристального микроконтроллера 5. Однокристальный микроконтроллер 5 считывает сигналы из схемы подключения к сети связи 3, обрабатывает их и выдает сигналы на схему вывода сигналов 10. На выходе схемы вывода сигналов 10 происходит замыкание или размыкание выходов устройства. Замыкание или размыкание выходов устройства обнаруживается однокристальным микроконтроллером 5, который считывает сигналы, обрабатывает их и через схемы подключения к сети связи 3 передает на выход С. Однокристальный микроконтроллер 5 осуществляет чтение данных из постоянного запоминающего устройства 4, схемы измерения температуры 7 и схемы согласования с идентификатором сигналов 8. Однокристальный микроконтроллер 5 передает сигналы в схему индикации 6.
Преимуществами данного блока формирования управляющих дискретных воздействий распределенного контролируемого пункта является возможность идентификации выходных сигналов и контроля температуры блока.