ПЕРЕНОСНОЙ ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЯРНЫМ КРАНОМ АЭС (ППУ ПК)

Полезная модель (ПМ) относится к области вычислительной техники, в частности, к пультам систем автоматизации управления технологическими процессами, и может быть использована для организации человеко-машинного интерфейса в случае удаленного управления объектом, а именно полярным краном АЭС.
Из известных устройств наиболее близким к заявленной ПМ является пульт переносного управления (ППУ) для организации человеко-машинного интерфейса при удаленном управлении машиной перегрузочной АЭС (см. заявку РФ 2008104954, 2008 г., патент 73095).
ППУ содержит блок терминал переносного пульта управления (ТППУ), обеспечивающий человеко-машинный интерфейс и обмен данными по интерфейсу RS-485 и дополнительный блок сопряжения ППУ (БСППУ), необходимый для транслирования данных из RS-485 в Ethernet и обратно. ТППУ содержит в своем составе микроконтроллер, блок управления динамической индикацией, блок управления статической индикацией, блок гальванической развязки RS485, блок интерфейса RS-485, блок динамической индикации, блок клавиатуры и статической индикации. Для обеспечения связи с БСППУ, микроконтроллер через блок гальванической развязки RS-485 подключен к блоку интерфейса RS-485. БСППУ содержит микроконтроллер, блок гальванической развязки RS-485, блок интерфейса RS-485, блок гальванической развязки дискретных входов, два блока сопряжения с сетью Ethernet и два блока гальванической развязки Ethernet.
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками ПМ, являются: блоки интерфейса RS-485 и его гальваническая развязка, блок микроконтроллера, блок клавиатуры и статической индикации.
Причинами, препятствующими достижению технического результата, являются отсутствие интерфейса CAN, 1-Wire, манипуляторов типа «джойстик», позволяющих гибко управлять скоростью передвижения таких механизмов крана, как мост, тележка, подъем, вилка, таль, переключатели, отсутствие средств идентификации оператора (таких как электронный ключ), отсутствие датчика температуры для диагностики состояния блока, двухблочная реализация пульта, усложняющая применение в системах управления.
Задачей, на решение которой направлена ПМ, является устройство, предназначенное для организации человеко-машинного интерфейса и использования его в составе системы управления полярным краном АЭС. ППУ ПК предназначается для информационной поддержки и приема команд от оператора с возможностью дублирования каналов связи в условиях повышенного уровня ионизирующего излучения.
Технический результат достигается тем, что ППУ ПК содержит блок контроллера переносного пульта управления (КППУ), обеспечивающий обмен данными с внешним контроллером управления по интерфейсу RS-485 или по интерфейсу CAN. Человеко-машинный интерфейс обеспечивается с помощью переключателей, кнопок, индикаторов и джойстиков, расположенных на верхней крышке устройства. Для чтения данных с органов управления и управления индикацией КППУ содержит дискретные входы, выходы и аналоговые входы. Для защиты от несанкционированного доступа к системе предусмотрена возможность подключения считывателей электронных ключей по 1-Wire интерфейсу. ППУ ПК имеет высокую степень защиты, все интерфейсы и входы, выходы гальванически развязаны с блоком микроконтроллера.
Предлагаемая полезная модель содержит следующие блоки (фиг.):
1) контроллер ППУ;
2) дискретные входы;
3) дискретные выходы;
4) аналоговые входы;
5) блок микроконтроллера;
6) блок энергонезависимой памяти;
7) датчик температуры;
8) блок интерфейса 1-wire.
9) блок интерфейса RS-232;
10) блок интерфейса RS-485.
11) блок интерфейса CAN;
12) кнопки и переключатели;
13) индикация;
14) джойстики;
15) блок считывателей электронных ключей.
Контроллер ППУ содержит в своем составе дискретные и аналоговые входы, блок микроконтроллера, блок энергонезависимой памяти, датчик температуры, блоки интерфейсов 1-wire, RS-232, RS-485, CAN, является законченным модулем по приему, обработке и передачи данных.
Блок микроконтроллера осуществляет управление всеми функциональными узлами. Отвечает за анализ принятой и формирование передаваемой информации.
Блок интерфейса RS-485 предназначен для организации передачи по протоколу верхнего уровня. Блоки формируют физическую среду RS-485, протокол формируется микроконтроллерам. Это позволяет реализовать дополнительные протоколы верхнего уровня на базе интерфейса RS-485, с соответствующей доработкой программных средств.
Блоки интерфейсов CAN, обеспечивают физический уровень сопряжения с двумя каналами CAN. Формирование протоколов верхнего уровня обеспечивается микроконтроллером и может быт различным в зависимости от программных средств.
Блок энергонезависимой памяти необходим для хранения настроек устройства или других параметров.
Датчик температуры необходим для самодиагностики изделия. Блок интерфейса 1-wire позволяет использовать изделие в случае необходимости идентификации оператора в системе управления. Все блоки непосредственно связаны с микроконтроллером.
Дискретные входы осуществляют прием сигналов от кнопок и переключателей. Так же входы имеют гальваническую развязку для защиты внутренних цепей контроллера ППУ от внешних помех. Кнопки и переключатели позволяет оператору управлять выбором механизмов.
Дискретные выходы управляют индикацией. Индикация позволяет сигнализировать оператору о состоянии системы управления.
Аналоговые входы осуществляют чтение данные от джойстиков. Джойстики позволяют оператору управлять перемещением механизмов с различной скоростью.
В начале работы ППУ ПК происходит инициализация каждого блока сразу после подачи питания. После этого читается состояние переключателя выбора пульта. Если оператор выбрал работу с пультом, то происходит сканирование кнопок и чтение джойстиков. Если ППУ фиксирует изменение состояния органов управления, то предварительно проверяет на корректность задаваемой команды и после этого формируется и передается пакет для управляющего контроллера по интерфейсам RS-485 или CAN. Если введена неверная команда, то она не передается контроллеру. После передачи команды ожидается ответ от внешнего контроллера. Если пакет приходит через установленный промежуток времени, то анализируется его содержимое и в зависимости от него включаются или выключаются индикаторы ППУ ПК. Если пакет не приходит, то включается аварийная индикация, означающая потерю связи.