УСТРОЙСТВО ОБЪЕКТИВНОГО КОНТРОЛЯ

Полезная модель относится к устройствам обработки цифровых данных и может быть использована для объективного контроля и сбора внутрисистемной информации с целью анализа работы сложных динамических систем и действий обслуживающего персонала.
Известны устройства и системы для сбора и обработки данных, учета и контроля за состоянием объектов, позволяющие регистрировать сигналы о состоянии контролируемых объектов [1, 2]. Однако, эти устройства и системы не обеспечивают объективный контроль работы сложных динамических систем и действий обслуживающего персонала.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является унифицированное устройство Чернякова/Петрушина для оценки эффективности организационно-технических систем, содержащее группу из n датчиков, группу из n преобразователей, коммутатор, вычислительный комплекс со средствами отображения, документирования и управления, при этом вычислительный комплекс представляет собой локальную вычислительную сеть, организованную по принципу звезды с терминальным сервером в центре, а по периферии с рабочей станцией ввода данных, рабочей станцией инженера по знаниям, накопителем базы данных, принтером, сервером базы данных и рабочей станции старшего инженера по оценке эффективности, которая двунаправлено связана с первым выводом терминального сервера, второй и третий выводы которого двунаправлено соединены соответственно с рабочей станцией инженера по знаниям и с рабочей станцией ввода данных, вход которой соединен с выходом коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом рабочей станции ввода данных, четвертый вывод терминального сервера двунаправлено соединен с сервером базы данных, выход накопителя базы данных соединен с входом терминального сервера, выход которого соединен с принтером, а n входов коммутатора поканально соединены с n выходами преобразователей, n входов которых поканально соединены с n выходами датчиков, n входов которых являются n-канальным входом устройства [3].
Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройство для оценки эффективности организационно-технических систем, является его сложность и громоздкость, ограничивающие функциональные
возможности по проведению оперативного объективного контроля сложных динамических систем.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Задачей полезной модели является разработка и создание простого и недорогого устройства объективного контроля с широкими функциональными возможностями за счет получения и отображения в реальном масштабе времени полной информации о состоянии технических средств, фазах работы сложной динамической системы и действиях обслуживающего персонала. Техническим результатом является упрощение конструкции устройства объективного контроля.
Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство, содержащее блок отображения и блок документирования, согласно полезной модели введены станция регистрации данных, включающая последовательно соединенные блок сопряжения, блок регистрации, блок экспресс-обработки и блок передачи данных, а также связанный с блоком экспресс-обработки первый блок памяти, выход которого подключен ко второму входу блока передачи данных, и станция обработки и отображения информации, включающая последовательно соединенные блок приема данных, блок обработки и блок отображения, а также связанный с блоком обработки второй блок памяти, второй вход которого подключен ко второму выходу блока приема данных, а вход блока документирования подключен ко второму выходу блока обработки, при этом вход блока сопряжения, являющийся входом устройства, двунаправлено соединен с объектом объективного контроля, а выход блока передачи данных станции регистрации линией связи соединен с блоком приема данных станции обработки и отображения информации.
Блок регистрации, блок экспресс-обработки, первый блок памяти, блок передачи данных станции регистрации выполнены программно на элементах типовой персональной электронной вычислительной машины (ПЭВМ), к которой подключены блок сопряжения и модем блока передачи данных.
Блок сопряжения содержит импульсный генератор управляющих сигналов (ГУС), блок сопряжения с шиной ISA ПЭВМ, блок формирования записи адреса, блок формирования адреса чтения, накопительный регистр, банк памяти «0», мультиплексор, банк памяти «1», при этом управляющие входы ГУС связаны с объектом контроля, а выходы -соответственно, с первым входом-выходом блока сопряжения с шиной ISA, входами блока формирования записи адреса, блока формирования адреса чтения, накопительного регистра, мультиплексора, а также с управляющими входами соответствующих блоков объекта контроля, информационный выход которого соединен со вторым входом накопительного
регистра; выходы блока формирования записи адреса, блока формирования адреса чтения и накопительного регистра подключены к соответствующим входам мультиплексора, который двусторонними связями соединен также с банком памяти «0» и банком памяти «1», а выход его соединен со вторым входом блока сопряжения с шиной ISA, второй выход которого соединен со вторым входом блока формирования адреса чтения.
Блок приема данных, блок обработки, второй блок памяти, блок отображения, блок документирования станции обработки и отображения информации выполнены программно на элементах типовой ПЭВМ, к которой подключены модем блока приема данных, принтер, монитор и/или большой экран.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых представлены: фиг.1 - структурная схема устройства объективного контроля, фиг.2 - структурная схема блока сопряжения.
Устройство объективного контроля (фиг.1) включает в себя станцию 1 регистрации данных и станцию 2 обработки и отображения информации. Станция 1 регистрации данных предназначена для сопряжения устройства объективного контроля с объектом контроля и обеспечивает регистрацию внутрисистемной информации, ее распаковку и трансляцию. Она содержит последовательно соединенные блок 3 сопряжения, блок 4 регистрации, блок 5 экспресс-обработки и блок 6 передачи данных, а также связанный с блоком 5 экспресс-обработки первый блок памяти 7, выход которого подключен ко второму входу блока 6 передачи данных. Вход блока 3 сопряжения, являющийся входом станции 1 регистрации данных, подключен к информационным выходам объекта контроля 8. Станция 2 обработки и отображения информации предназначена для обеспечения «событийной» и полной обработки внутрисистемной информации, ее архивирование, документирование и отображение в реальном масштабе времени. Она содержит последовательно соединенные блок 9 приема данных, блок 10 обработки и блок 11 отображения, а также связанный с блоком 10 обработки второй блок памяти 12, второй вход которого подключен ко второму выходу блока 9 приема данных, и блок 13 документирования, вход которого подключен ко второму выходу блока 10 обработки. Выход блока 6 передачи данных, являющийся выходом станции 1 регистрации данных, линией связи соединен с входом блока 9 приема данных, являющимся входом станции 2 обработки и отображения информации.
Все перечисленные блоки, за исключением блока 3 сопряжения, станции 1 регистрации выполнены по известным правилам программно на элементах типовой ПЭВМ, к которой подключен модем для передачи данных. Все блоки станции 2 обработки и отображения
информации также выполнены по известным правилам программно на элементах типовой ПЭВМ, к которой подключен модем для приема данных, принтер, монитор и/или большой экран.
Блок 3 сопряжения станции 1 регистрации реализован аппаратно в виде платы, встраиваемой в ПЭВМ. Он предназначен для временного и информационного сопряжения устройства объективного контроля с каналами обмена объекта контроля. Блок 3 сопряжения (фиг.2) содержит: импульсный генератор управляющих сигналов (ГУС) 14, блок 15 сопряжения с информационной шиной ISA ПЭВМ, блок 16 формирования записи адреса, блок 17 формирования адреса чтения, накопительный регистр 18, банк 19 памяти «0», мультиплексор 20, банк 21 памяти «1». Управляющие входы ГУС 14 связаны с объектом контроля 8, а выходы - соответственно, с первым входом-выходом блока 15 сопряжения с шиной ISA, входами блока 16 формирования записи адреса, блока 17 формирования адреса чтения, накопительного регистра 18, мультиплексора 20, а также с управляющими входами соответствующих блоков объекта контроля 8, информационный выход которого соединен со вторым входом накопительного регистра 18. Выходы блока 16 формирования записи адреса, блока 17 формирования адреса чтения и накопительного регистра 18 подключены к соответствующим входам мультиплексора 20, который двусторонними связями соединен также с банком 19 памяти «0» и банком 21 памяти «1», а выход его соединен со вторым входом блока 15 сопряжения с шиной ISA, второй выход которого соединен со вторым входом блока 17 формирования адреса чтения.
Устройство объективного контроля работает следующим образом.
Информация в каналах обмена с объектом контроля 8 циркулирует в виде кадров информации, каждый из которых содержит м групп по n слов, в каждом слове p разрядов. При подключении системы объективного контроля к каналу обмена с объектом контроля 8 на ГУС 14 блока 3 сопряжения постоянно поступают импульсы FA, соответствующие началу кадра информации в канале обмена, и импульсы FB, соответствующие началу группы в кадре информации. С приходом импульса FB в ГУС 14 вырабатывается и выдается на объект контроля 8 импульс запроса, инициирующий передачу информационного слова из канала обмена в накопительный регистр 18, и импульсы сдвига, для передачи разрядов слова. Импульс FA используется в ГУС 14 для определения начала (конца) кадра. По импульсу запроса в накопительный регистр 18 в соответствии с импульсами сдвига передаются разряды информационного слова. В накопительном регистре 18 происходит преобразование последовательных разрядов в слова, группы, кадры. Одновременно в блоке 16 формирования записи адреса по сигналам из ГУС 14 определяется текущий адpec
для записи очередной порции информации в банк 19 памяти «0». Сформированные накопительным регистром 18 данные через мультиплексор 20 передаются в банк 19 памяти «0» и запоминаются по адресу, определенному в блоке 16 формирования записи адреса. По заполнению банка 19 памяти «0» мультиплексор 20 переключает запись на банк 21 памяти «1», а по его заполнению мультиплексор 20 переключает запись на банк 19 памяти «0» и т.д. Принцип записи информации одинаков для обоих банков памяти. Для исключения потери данных за время заполнения одного из банков памяти информация из другого должна быть по шине ISA ПЭВМ станции 1 регистрации передана в блок 4 регистрации. Для этого по запросу из блока 4 регистрации блок 15 сопряжения с шиной ISA выдает сигналы для работы ГУС 14 и блока 17 формирования адреса чтения с целью формирования адреса готовой к чтению информации. По сигналам от ГУС 14 информация по определенному блоком 17 адресу передается в блок 15 сопряжения с шиной ISA. Затем блок 17 формирования адреса чтения определяет следующий адрес информации для чтения, передается следующая порция информации и так до завершения передачи всей информации из данного банка памяти.
Из блока 4 регистрации информация поступает в блок 5 экспресс-обработки, где каждый кадр информации распаковывается в соответствии с описанием кодограмм и параметров данных для отображения, хранящемся в отдельном файле, и формируется блок информации в виде кодограммы для передачи в реальном времени на станцию 2 обработки и отображения. Из одного кадра принятой информации формируется одна кодограмма информации для передачи. В каждую кодограмму запаковывается информация о параметрах объекта контроля 8 (например, скорости динамического объекта, координатах, специальных параметрах, состоянии технических средств, специальных событиях и т.д.). Вся информация привязана ко времени, записывается в первый блок блока памяти 7 и поступает в реальном времени в блоки 6, 9 передачи-приема данных. При этом перед началом работы операторы на станции 1 регистрации и станции 2 обработки и отображения производят инициализацию модемов, сформированные блоком 5 экспресс-обработки кодограммы в автоматическом режиме передаются по линии связи от блока 6 передачи на блок 9 приема.
Принятая кодограмма в блоке 9 приема данных проверяется на правильность передачи (приема) данных, например, по признакам контрольной суммы и длины сообщения, и передается во второй блок памяти 12 и блок 10 обработки. В этом блоке принятые кодограммы в реальном времени распаковываются, выделяются необходимые для построения «событийной картины» параметры и события, формируются массивы информации в соответствии
с требуемой формой «событийной картины», производится выбор необходимых параметров на соответствующий момент времени, передача их для записи во второй блок памяти 12, в блок 11 отображения и в блок 13 документирования. При полной обработке данных после окончания сеанса объективного контроля информация из первого блока памяти 7 станции 1 регистрации (1) передается во второй блок памяти 12 станции 2 обработки и отображения, где происходит ее распаковка, формирование значений параметров на время наступления выделенных событий. Сформированные и структурированные значения параметров объекта контроля 8 выводятся в виде отчетных схем, графиков и таблиц, дополняющих «событийную картину» для более детального анализа его работы, действиях обслуживающего персонала в процессе проведения сеанса объективного контроля. Блок 11 отображения обеспечивает визуализацию данных на мониторе ПЭВМ и/или экране через проектор, подключенный к ПЭВМ. Блок 13 документирования обеспечивает документирование данных по результатам обработки на принтере, подключенном к ПЭВМ. Второй блок памяти 12 обеспечивает хранение информации, принятой от станции 1 регистрации, результатов событийной обработки, результатов полной обработки по серии проведенных сеансов объективного контроля.
Осуществление полезной модели обеспечивает автоматизацию трудоемких рутинных этапов анализа работы объекта объективного контроля, а отображение обработанной в реальном времени внутрисистемной информации о состоянии технических средств контролируемой динамической системы позволяет операторам объективно оценивать ее работу и действия обслуживающего персонала и при необходимости принимать обоснованные решения по ходу сеанса объективного контроля. Все это обеспечивает снижение затрат по эксплуатации сложных динамических систем.
Источники информации:
1. RU 2218597, G 06 F 17/40, 10.12.2003.
2. RU 2174256, G 06 F 17/60, G 07 F 19/00, 27.09.2001.
3. RU 19942 U1 G 06 F 17/60, 10.10.2001.