Способ контроля охранных шлейфов с датчиками типа "сухой контакт" и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля работы и охраны различного оборудования проводных сетей электросвязи. Согласно изобретению, контроль состояния шлейфов с датчиками типа «сухой контакт» проводят циклически, не менее двух раз в секунду по каждому шлейфу, с помощью микропроцессора по состоянию «норма», «авария», «короткое замыкание шлейфа». Состояние датчиков в каждом шлейфе контролируют путем определения тока в шлейфе в заданный момент времени. Устройство для осуществления способа содержит блоки опознавания сигналов от датчиков, соединенные последовательно, причем каждый предыдущий блок опознавания выполнен с возможностью коммутации питания следующего блока опознавания. Каждый блок опознавания содержит узел задания времени работы, узел коммутации питания и узел задания тока шлейфа. Узел задания времени работы выполнен с возможностью коммутации питания на следующий блок опознавания и отключения питания с предыдущего блока. Узел коммутации питания выполнен с возможностью включения питания на следующий блок опознавания. Блок питания выполнен с возможностью обеспечения питанием узла задания времени работы блока опознавания, а каждый узел задания тока в шлейфах соединен с датчиком. Благодаря изобретению может быть повышена оперативность и надежность контроля. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для контроля работы и охраны различного оборудования проводных сетей электросвязи. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ контроля доступа на объекты, заключающийся в контроле датчиков и шлейфов (см. патент RU 2269789).

Недостатком этого способа является недостаточная оперативность, сложность способа, ненадежность.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения оперативности, увеличения числа объектов охраны, упрощения способа, повышения надежности.

Для достижения этого технического результата предлагается способ контроля доступа на объекты, заключающийся в контроле датчиков и шлейфов, который проводят циклически с циклом не менее двух раз в секунду по каждому шлейфу по состоянию норма, авария, короткое замыкание шлейфа, при этом состояние датчиков в каждом шлейфе контролируют путем определения тока в шлейфе в заданный момент времени, причем момент времени определяют по заряду конденсатора через равные промежутки времени не менее 2 мс и сравнения с эталонными значениями тока в шлейфе, которое определяют из следующей зависимости:

где: U_ш - напряжение, подаваемое на шлейф;

R_шэ - сопротивление шлейфа с замкнутым датчиком;

при этом, если значение тока в шлейфе ниже эталонного не менее чем на 50%, то состояние датчика определяют как аварию, если значение тока в шлейфе равно эталонному ±10%, то состояние датчика определяют как норму, если значение тока в шлейфе больше эталонного не менее чем на 50%, то определяют короткое замыкание шлейфа.

Отличительной особенностью способа является то, что контроль состояния датчиков и шлейфов проводят циклически с циклом не менее двух раз в секунду по каждому шлейфу по состоянию норма, авария, короткое замыкание шлейфа, при этом состояние датчиков в каждом шлейфе контролируют путем определения тока в шлейфе в заданный момент времени, причем момент времени определяют по заряду конденсатора через равные промежутки времени не менее 2 мс и сравнения с эталонными значениями тока в шлейфе, которое определяют из следующей зависимости:

где: U_ш - напряжение, подаваемое на шлейф;

R_шэ - сопротивление шлейфа с замкнутым датчиком;

при этом, если значение тока в шлейфе ниже эталонного не менее чем на 50%, то состояние датчика определяют как аварию, если значение тока в шлейфе равно эталонному ±10%, то состояние датчика определяют как норму, если значение тока в шлейфе больше эталонного не менее чем на 50%, то определяют короткое замыкание шлейфа.

Наиболее близким к предлагаемому устройству для контроля доступа на объекты является устройство контроля доступа, содержащее блок питания, микропроцессор, охранные шлейфы с датчиками, блок измерения тока в охранных шлейфах, блок коммутации шлейфов (см. патент RU №2269789). Недостатком его является низкая оперативность, высокая стоимость.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения оперативности, увеличения числа объектов охраны, упрощения устройства, снижения стоимости.

Для достижения этого технического результата предлагается устройство для контроля доступа на объекты, содержащее блок питания, микропроцессор, охранные шлейфы с датчиками, блок измерения тока в охранных шлейфах, блок коммутации шлейфов, при этом устройство дополнительно содержит блоки опознавания сигналов от датчиков, при этом эти блоки соединены последовательно, причем каждый предыдущий блок опознавания выполнен с возможностью коммутации питания следующего блока опознавания, причем каждый блок опознавания содержит узел задания времени работы, узел коммутации питания и узел задания тока шлейфа, при этом узел задания времени работы выполнен с возможностью коммутации питания на следующий блок опознавания и отключения питания с узла задания тока шлейфа после отработки времени работы, а узел коммутации питания выполнен с возможностью включения питания на следующий блок опознавания, а блок питания выполнен с возможностью обеспечения питанием узла задания времени работы блока опознавания, а каждый узел задания тока в шлейфах соединен с датчиком, кроме того, узел задания тока в шлейфе содержит дополнительное сопротивление, величина которого больше, чем сопротивление шлейфа, не менее чем в три раза, а узел задания времени работы блока опознавания выполнен на базе микросхемы-таймера.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что устройство дополнительно содержит блоки опознавания сигналов от датчиков, при этом эти блоки соединены последовательно, причем каждый предыдущий блок опознавания выполнен с возможностью коммутации питания следующего блока опознавания, причем каждый блок опознавания содержит узел задания времени работы, узел коммутации питания и узел задания тока шлейфа, при этом узел задания времени работы выполнен с возможностью коммутации питания на следующий блок опознавания и отключения питания с узла задания тока шлейфа после отработки времени работы, а узел коммутации питания выполнен с возможностью включения питания на следующий блок опознавания, а блок питания выполнен с возможностью обеспечения питанием узла задания времени работы блока опознавания, а каждый узел задания тока в шлейфах соединен с датчиком, кроме того, узел задания тока в шлейфе содержит дополнительное сопротивление, величина которого больше, чем сопротивление шлейфа, не менее чем в три раза, а узел задания времени работы блока опознавания выполнен на базе микросхемы-таймера.

Сущность предлагаемого устройства контроля доступа на объекты поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема устройства, на фиг.2 - схема узла задания тока в шлейфе.

Устройство для контроля доступа на объекты содержит блок питания 1, микропроцессор 2, охранные шлейфы, включающие линии 3, блоки опознавания 4 с датчиками 5. Кроме того, устройство содержит блок 6 измерения тока в охранных шлейфах, блок 7 коммутации охранных шлейфов. Блок питания 1 соединен с микропроцессором 2 и блоком 7 коммутации охранных шлейфов. Микропроцессор 2 соединен с блоком 7 коммутации охранных шлейфов и блоком 6 измерения тока в охранных шлейфах. Блок коммутации охранных шлейфов 7 соединен с охранными шлейфами и с блоком 6 измерения тока в охранных шлейфах. Блоки опознавания сигналов 4 соединены последовательно, причем каждый предыдущий блок опознавания 4 выполнен с возможностью коммутации питания следующего блока опознавания, причем каждый блок опознавания 4 содержит узел задания времени работы 8, узел коммутации питания 9 и узел 10 задания тока шлейфа. Узел задания времени работы 8 соединен с узлом 10 задания тока в шлейфе и узлом коммутации питания 9, а узел 10 задания тока в шлейфе соединен с датчиком 5. Узел задания времени работы 8, выполненный, например, на базе микросхемы-таймера, выдает команду на отключение на узел коммутации питания 9. Узел коммутации питания 9 выполнен с возможностью включения питания на следующий блок опознавания 4 и отключения питания с узла 10 задания тока в шлейфе после отработки времени работы. Блок 7 коммутации охранных шлейфов выполнен с возможностью обеспечения питанием узла задания времени работы 8 блока опознавания 4 с реализацией, например, с помощью оптоключей.

Кроме того, узел 10 задания тока в шлейфе содержит сопротивление 11, соединенное последовательно с датчиком 5. Причем величина его выбирается не менее чем в три раза превышающей сопротивление шлейфа. Введение дополнительного сопротивления 11 необходимой величины, не менее чем в три раза превышающее сопротивление шлейфа, позволяет увеличить чувствительность устройства при больших расстояниях до объекта контроля.

Предлагаемое устройство работает в составе аппаратно-программного комплекса (не показано) в качестве объектового устройства и предназначено для контроля работы и охраны различного оборудования проводных сетей электросвязи.

Предлагаемое устройство обеспечивает автоматический опрос датчиков устройств сигнализации и передачу их состояния в ходе информационного обмена с центральными устройствами или компьютером.

Устройство позволяет контролировать состояние датчиков типа "сухой контакт". Основным отличием датчиков типа "сухой контакт" является наличие двух отдельных контактов, не имеющих какой-либо связи с питанием. Примером датчиков "сухой контакт" являются герконы контроля вскрытия смотровых колодцев кабельной сети электросвязи (см. Частоедов Л.А. Электротехника; Учеб. пос. для студ. техникумов. - Москва УМК МПС, 2001. С.464).

Для организации адресного контроля нескольких точек по одной паре проводов используются блоки опознавания. Каждый из блоков опознавания при подаче на его вход питания подключает к охранному шлейфу узел задания тока в шлейфе, который соединен с датчиком 5 типа "сухой контакт". После определенного времени, которое не может быть меньше 2 мс, блок опознавания 4 отключает узел 10 задания тока в шлейфе и передает питание на следующий блок опознавания. Таким образом, в зависимости от того, замкнут датчик или разомкнут, в определенное время в цепи создается ток, по которому путем сравнения с эталонной величиной тока можно судить о состоянии датчика. Эталонное значение тока - это значение тока, заранее просчитанное и записанное в память контроллера микропроцессора. Эталонное значение выбирается по формуле:

где: U_ш - напряжение подаваемое на шлейф;

R_шэ - сопротивление шлейфа с замкнутым датчиком.

Если замеренное значение тока оказывается ниже эталонного не менее чем на 50%, то микропроцессор 2 вырабатывает сигнал о том, что датчик разомкнут (авария), если значение равно эталонному ±10%, то вырабатывается сигнал, что датчик замкнут (норма). Если значение тока больше эталонного не менее чем на 50%, то микропроцессор выдает сигнал о том, что произошло короткое замыкание шлейфа.

Микропроцессор позволяет измерить ток в шлейфах и формирует сигнал на выходе. Введение в схему устройства блоков опознавания позволяет по одной линии контролировать несколько объектов одновременно и независимо друг от друга, что повышает оперативность, упрощает конструкцию устройства.

Пример

Предлагаемое устройство было использовано в г.Перми на объекте сети электросвязи АТС 55 для организации контроля доступа в смотровые колодцы проводных сетей. Значения параметров устройства:

- эталонный ток 3,8 мА;

- дополнительное сопротивление узла задания тока в шлейфе 3,9 кОм;

- напряжение, подаваемое на шлейф, U_ш=15 В;

- длина шлейфа 10 км;

- к одному шлейфу были подключены 16 датчиков вскрытия марки ИО 102-20;

- в качестве микросхемы-таймера использовалась микросхема ICM7555ID;

- количество шлейфов 6.

Эксплуатация показала на надежность работы предлагаемого устройства и простоту способа контроля, высокую скорость доставки информации вскрытия объектов контроля до оператора, на возможность обслуживания увеличенного числа объектов охраны.

1. Способ контроля охранных шлейфов с датчиками типа «сухой контакт», согласно которому контроль состояния датчиков и шлейфов проводят циклически с циклом не менее двух раз в секунду по каждому шлейфу по состоянию «норма», «авария», «короткое замыкание» шлейфа, при этом состояние датчиков в каждом шлейфе контролируют путем определения тока в шлейфе в заданный момент времени, причем момент времени определяют по заряду конденсатора через равные промежутки времени не менее 2 мс, и сравнения с эталонными значениями тока в шлейфе, которое определяют из следующей зависимости:

где U_ш - напряжение, подаваемое на шлейф;

R_шэ - сопротивление шлейфа с замкнутым датчиком,

при этом, если значение тока в шлейфе ниже эталонного не менее чем на 50%, то состояние датчика определяют как «аварию», если значение тока в шлейфе равно эталонному ±10%, то состояние датчика определяют как «норму», если значение тока в шлейфе больше эталонного не менее чем на 50%, то определяют «короткое замыкание» шлейфа.

2. Устройство для контроля охранных шлейфов с датчиками типа «сухой контакт», содержащее блок питания, микропроцессор, охранные шлейфы с датчиками, блок измерения тока в охранных шлейфах, блок коммутации шлейфов, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит блоки опознавания сигналов от датчиков, при этом эти блоки соединены последовательно, причем каждый предыдущий блок опознавания выполнен с возможностью коммутации питания следующего блока опознавания, причем каждый блок опознавания содержит узел задания времени работы, узел коммутации питания и узел задания тока шлейфа, при этом узел задания времени работы выполнен с возможностью коммутации питания на следующий блок опознавания и отключения питания с узла задания тока шлейфа после отработки времени работы, а узел коммутации питания выполнен с возможностью включения питания на следующий блок опознавания, а блок питания выполнен с возможностью обеспечения питанием узла задания времени работы блока опознавания, а каждый узел задания тока в шлейфах соединен с датчиком, кроме того, узел задания тока в шлейфе содержит дополнительное сопротивление, величина которого больше, чем сопротивление шлейфа, не менее чем в три раза.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что узел задания времени работы блока опознавания выполнен на базе микросхемы-таймера.