УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ НАРУШЕНИЯ ЗАГРАЖДЕНИЯ

Устройство для регистрации нарушения заграждения
Полезная модель относится к средствам тревожной сигнализации и может быть использована для регистрации нарушения заграждения в периметрических системах.
Известно устройство для регистрации нарушения заграждения (патент РФ № 2103744, кл. G08B 26/00, опубл. 1998г), включающее блок управления, соединенный с блоком индикации, блоком сопряжения, блоками связи с чувствительными элементами и блоком питания.
Известное устройство имеет избыточное оборудование и сложный алгоритм управления.
Задачей настоящей полезной модели является разработка устройства, лишенного данных недостатков.
Технический результат состоит в упрощении конструкции и алгоритма управления устройства.
Результат достигается тем, что в устройство для регистрации нарушения заграждения, включающее блок управления, соединенный с блоком индикации, блоком сопряжения, блоками связи с чувствительными элементами и блоком питания, введены блоки коммутации, через которые блок управления соединен с исполнительными узлами, блок сопряжения выполнен в виде соединенных последовательно узла связи с интерфейсом RS-485 и узла гальванической развязки, блок связи с чувствительными элементами выполнен в виде согласующего узла, соединенного с первым и вторым фильтрами низких частот, второй фильтр низких
G08B 25/00
частот через соединенные последовательно фильтр высоких частот и усилитель соединен с третьим фильтром низких частот, соединенным через четвертый фильтр низких частот с выпрямителем, соединенным через усилитель с блоком управления, и тем, что блок питания содержит узел защиты от перегрузок, соединенный через узел задания, слежения и управления номиналами с трансформатором, соединенным с узлом задания, слежения и управления номиналами и через узлы выпрямления и стабилизации с выходами блока, и тем, что чувствительный элемент выполнен в виде коаксиального трибоэлектрического преобразователя динамических механических величин, и тем, что блок управления выполнен на микропроцессоре.
Блок-схема устройства и его узлов приведены на фиг. 1-3, где указаны блок 1 управления, блок 2 индикации, блок 3 сопряжения, блоки 4 связи с чувствительными элементами, блок 5 питания, блоки 61 коммутации, узел 7 связи с интерфейсом RS-485, узел 8 гальванической развязки, согласующий узел 9, фильтры 10, 11 низких частот, фильтр 12 высоких частот, усилитель 13, фильтры 14, 15 низких частот, выпрямитель 16, усилитель 17, узел 18 защиты от перегрузок, узел 19 задания, слежения и управления номиналами, трансформатор 20, узлы 21, 22 выпрямления и стабилизации, чувствительный элемент 23, микропроцессор 24. Устройство работает следующим образом.
Блок 1 управления, выполненный на микропроцессоре 24, является ядром устройства. Выполняя заложенную в него программу, он обеспечивает работоспособность всего устройства, принимает решение о выдаче сигнала тревоги или неисправности на аппаратуру сбора информации по установленным каналам связи (на фигурах не показаны). В памяти микропроцессора 24 хранятся данные об уставках и режимах работы устройства, при этом гарантированный срок хранения не менее 50 лет. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)
микропроцессора 24 оцифровывает сигнал с частотой 100гц. Цифровые значения постоянно сравниваются с установленным порогом. Если сигнал превысил порог, запускается таймер, определяющий время анализа, в течение которого сигнал исследуется на предмет тревожного состояния. При отсутствии такого состояния и окончания времени анализа устройство переходит в режим ожидания нового превышения сигнала над порогом.
В соответствии с последовательностью цифровых отсчетов сигнала выполняются две операции интегрирования с разными постоянными времени. Полученные значения сравниваются и результат умножается на значение функции, которое тем выше, чем больше разность интегралов. Итоговое значение сравнивается с несколькими порогами, выбор которых зависит от среднего значения сигнала в канале. Если итоговое значение превысило выбранный порог и не окончено время анализа, устройство переходит в тревожное состояние. При этом устройство способно адаптироваться к медленным, но значительным по амплитуде изменениям сигнала, которые обычно возникают при ветровой нагрузке на заграждение или при постоянном колебании основного ограждения. На АЦП микропроцессора 24 один раз в секунду оцифровывается сигнал от соответствующих блоков 4 связи с чувствительными элементами (ЧЭ) 23 и сравнивается с верхним и нижним порогами. Если значение сигнала находится между порогами, то электрические параметры ЧЭ - в норме. Если значение сигнала выходит за пределы коридора, то выдается сигнал неисправности (при превышении сигналом верхнего порога - обрыв ЧЭ, при сигнале, меньшем нижнего порога - замыкание ЧЭ). В блоке 4 сигнал поступает в узел 9, где осуществляется согласование высокого выходного сопротивления ЧЭ 23 с низким входным сопротивлением фильтров 10, 11, а также предварительная пассивная фильтрация высокочастоных шумов и помех, защита от статического электричества и перегрузок.
лм|,гчз
формирование тока контроля ЧЭ 23 и подача сигнала проверки усилительного тракта от микропроцессора 24. Сигнал от узла 9 подается в пассивный фильтр 10 низких частот (НЧ), где выделяется постоянная составляющая сигнала, которая подается в микропроцессор 24 в качестве сигнала контроля ЧЭ 23. Одновременно сигнал поступает в активный фильтр 11 НЧ второго порядка с частотой среза около 3 гц и далее в активный фильтр 12 высоких частот (ВЧ) второго порядка с частотой среза около 0,8 гц. В результате формируется основная полоса пропускания тракта, в которой усилитель 13 работает с коэффициентом передачи 100. Два идентичных фильтра 14,15 НЧ, с частотой среза 3,5 гц каждый, формируют окончательную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) канала 0,8 - 3 гц. Таким образом, помехи и вибрации ЧЭ с частотой более 3,5 гц будут ослабляться в 100 раз. Это позволяет отстроиться от паразитных колебаний инженерного заграждения и других нежелательных воздействий. Далее сигнал поступает в двухполупериодный выпрямитель 16 на операционных усилителях, который имеет коэффициент передачи 4 и формирует сигнал только положительной полярности. Далее сигнал поступает в усилитель 17с цифровой регулировкой коэффициента передачи от микропроцессора 24, с выхода усилителя сигнал поступает на АЦП микропроцессора. Таких трактов в устройстве два.
Блок сопряжения 3 осуществляет связь устройства с линией связи и системой сбора информации и состоит из узла 7 связи с интерфейсом RS - 485 и узла 8 гальванической развязки, выполненного на оптронах. Принятые из линии связи команды анализируются на предмет принадлежности. Если команда отправлена устройству, то готовятся запрошенные данные и формируется ответная команда.
Блоки б коммутации работают под управлением микропроцессора и отображают состояние каналов. Выходное реле замкнуто при
нормальном и разомкнуто при тревожном состоянии или неисправности ЧЭ 23.
Блок 5 питания обеспечивает полную гальваническую развязку двух потребителей друг от друга и от линии питания (один потребитель микропроцессор и усилитель, а другой - блок сопряжения с интерфейсом RS - 485). Для этого используются узлы выпрямления 21, 22. Кроме того, блок 5 имеет высокий КПД при небольшой мощности за счет использования трансформатора 20, полное отсутствие пускового тока и повышенная надежность при возникновении резких бросков напряжения от воздействия атмосферного электричества и других внешних факторов за счет использования узлов 18,19.
Таким образом, устройство имеет упрощенную конструкцию и достаточной простой алгоритм управления.