Способ построения системы автоматического управления с взаимодействием через сеть ethernet

Авторы патента:

G06F15/16 - сочетание двух или более вычислительных машин, каждая из которых снабжена по меньшей мере арифметическим устройством, программным устройством и регистром, например для одновременной обработки нескольких программ (схемы интерфейсов для специализированных устройств ввода-вывода G06F 3/00; мультипрограммное оборудование G06F 9/46; передача цифровых данных вообще H04L, например, в компьютерных сетях H04L 12/00; выборка данных H04Q)

G05B15/00 - Системы, управляемые вычислительными устройствами (G05B 13/00,G05B 19/00 имеют преимущество; автоматические регуляторы G05B 11/00; вычислительные устройства как таковые G06)

Владельцы патента RU 2526765:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") (RU)

Изобретение относится к области систем автоматического управления, в частности к способу построения системы из отдельных модулей. Техническим результатом является упрощение конфигурирования сети, уменьшение количества рассылаемых пакетов. Он достигается тем, что предложен способ построения системы автоматического управления посредством сети Ethernet с посылкой данных, используя протокол UDP, состоящий из следующих шагов: конфигурация элементов сети, посылка первого широковещательного пакета данных, синхронизация работы относительно времени приема первого пакета данных, определение корректности работы устройства по тому, что оно посылает пакеты с определенной периодичностью, каждое устройство может посылать данные любому другому устройству в сети, при этом при включении системы: широковещательные пакеты отправляются только при регистрации на устройстве мониторинга сети: датчик начинает рассылать пакеты на IP-адрес устройства управления, с которым этот датчик должен работать; устройство управления при получении этого пакета отправляет пакет датчику, после чего датчик останавливает отправку пакетов, возможны два алгоритма работы устройства управления с датчиками: при получении пакета от второго датчика устройство, реализующее воздействие на объект управления, останавливает отправку пакетов текущим датчиком и начинает работать с новым, либо устройство, реализующее воздействие на объект управления, работает одновременно с несколькими датчиками, например, по среднему значению их показаний. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области систем автоматического управления, в частности к способу построения системы из отдельных модулей.

Наиболее близким является способ построения системы [Пат. США US 7,162,510 B2, МПК G06F 15/16. Способ взаимодействия для систем управления с использованием Ethernet и IP сетей [текст] /Francois Jammes, Corenc (FR); заявитель и патентообладатель Schneider Automation Inc., North Andover, MA (US) - №US 2002/0194365 AL; заявл. 19.12.2002; опубл. 9.01. 2007]. Согласно этому способу устройства разделяются на простые (устройства, реализующие воздействие на объект управления, датчики) и интеллектуальные (регуляторы). Регуляторы содержат всю информацию о работе системы.

Недостатками известного способа являются сложность конфигурирования сети, большое количество рассылаемых пакетов, высокая стоимость системы.

Технической задачей изобретения является упрощение конфигурирования сети, уменьшение количества рассылаемых пакетов и снижение стоимости системы.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, что в предлагаемом способе построения системы автоматического управления с взаимодействием через сеть Ethernet, включающем посылку данных, используя протокол UDP, осуществляющий конфигурирование элементов сети, посылку первого широковещательного пакета данных, синхронизацию работы относительно времени приема первого пакета данных, определение корректности работы устройства по рассылке пакетов с определенной периодичностью, при этом каждое устройство может посылать данные любому другому устройству в сети, а регулятор может работать с несколькими контурами управления, новым является то, что все устройства являются интеллектуальными, данные о законе управления хранятся на устройстве, совмещенном с устройством, реализующим воздействие на объект управления, в системе отсутствует отдельное устройство регулятора, работа между устройствами ведется только по IP-адресам; при включении системы широковещательные пакеты отправляются только при регистрации на устройстве мониторинга сети: датчик начинает рассылать пакеты на IP-адрес устройства управления, с которым этот датчик должен работать, устройство управления при получении этого пакета отправляет пакет датчику, после чего датчик останавливает отправку пакетов, при этом возможны два алгоритма работы устройства управления с датчиками: при получении пакета от второго датчика устройство, реализующее воздействие на объект управления, останавливает отправку пакетов текущим датчиком и начинает работать с новым, либо устройство, реализующее воздействие на объект управления, работает одновременно с несколькими датчиками, например, по среднему значению их показаний; при функционировании системы устройство управления осуществляет работу в соответствии с законом регулирования и получаемой информацией от датчиков и отправляет пакеты с данными на устройство мониторинга сети с определенной периодичностью; при отказе устройства управления устройство мониторинга сети отправляет команду, которая должна перевести механизм в предопределенное состояние, а также на датчики отправляется команда отправки пакетов с данными на устройство мониторинга сети; при отказе датчика устройство управления переводит себя в предопределенное состояние и отправляет информацию о сбое на устройство мониторинга сети.

Технический результат изобретения заключается в способе формирования системы автоматического регулирования из отдельных модулей при взаимодействии их с использованием сети Ethernet без разделения на простые и интеллектуальные устройства, регулятор не является отдельным модулем, а его функции выполняет устройство, совмещенное с устройством управления, т.е. устройством, реализующим воздействие на объект управления. Такое построение дает возможность облегчить конфигурирование сети, уменьшить количество рассылаемых пакетов и уменьшить общую стоимость системы. Перед началом работы датчикам присваиваются IP-адреса устройств, реализующих воздействие на объект управления, с которыми они будут работать, на самих же устройствах управления находится информация о законе регулирования. датчики в системе могут быть заменены в случае неисправности без участия сетевого администратора.

На фиг. 1 представлены модули, составляющие систему управления: датчик, устройство, реализующее воздействие на объект управления, устройство мониторинга сети, на фиг. 2 - контур системы автоматического управления при заявленном методе построения.

Способ построения системы автоматического управления осуществляется в следующем порядке: датчик начинает рассылать пакеты link на IP-адрес устройства, реализующего воздействие на объект управления, с которым этот датчик должен работать; устройство, реализующее воздействие на объект управления, при получении этого пакета отправляет команду link_resp; датчик останавливает отправку пакетов и начинает отправлять пакеты с данными на устройство, реализующее воздействие на объект управления, которое начинает работу в соответствии с законом регулирования. Все устройства в сети являются интеллектуальными.

Способ позволяет отслеживать аварии и позволяет одному устройству, реализующему воздействие на объект управления, работать с несколькими датчиками.

Отдельное устройство мониторинга сети, которое выполняет периодический опрос устройств, реализующих воздействие на объект управления, обнаруживает отказы устройств управления. На устройстве мониторинга сети модули, реализующие воздействие на объект управления, и датчики регистрируются автоматически отправкой широковещательного пакета link с параметрами контура регулирования. При включении системы: широковещательные пакеты отправляются только при регистрации на устройстве мониторинга сети: датчик начинает рассылать пакеты на IP-адрес устройства управления, с которым этот датчик должен работать, устройство управления при получении этого пакета отправляет пакет датчику, после чего датчик останавливает отправку пакетов, возможны два алгоритма работы устройства управления с датчиками: при получении пакета от второго датчика устройство, реализующее воздействие на объект управления, останавливает отправку пакетов текущим датчиком и начинает работать с новым, либо устройство, реализующее воздействие на объект управления, работает одновременно с несколькими датчиками, например, по среднему значению их показаний. При отказе устройства управления устройство мониторинга сети отправляет команду, которая должна перевести механизм в предопределенное состояние, а также на датчики отправляется команда отправки пакетов с данными на устройство мониторинга сети.

При отказе устройства, реализующего воздействие на объект управления, устройство мониторинга сети отправляет команду suspend, которая должна перевести устройство управления в предопределенное состояние. Также на датчики отправляется команда отправки пакетов с данными на устройство мониторинга сети.

Устройство, реализующее воздействие на объект управления, по отсутствию пакетов от датчика определяет его отказ и переводит себя в предопределенное состояние, отправляет информацию о сбое на устройство мониторинга сети.

При работе одного устройства управления с несколькими датчиками возможны два алгоритма работы, которые выбираются при конфигурировании:

1) получение пакета link от второго датчика устройство, реализующее воздействие на объект управления, останавливает отправку пакетов текущим датчиком и начинает работать с новым;

2) устройство, реализующее воздействие на объект управления, работает одновременно с несколькими датчиками, например, по среднему значению их показаний.

Предложенный способ построения системы автоматического управления с взаимодействием через сеть Ethernet позволяет:

- упростить конфигурирование сети в соответствии с хранением данных о законе управления на устройстве, реализующем воздействие на объект управления;

- уменьшить количество рассылаемых пакетов за счет того, что широковещательные пакеты отправляются только при регистрации на устройстве мониторинга сети, и работа между устройствами ведется только по IP-адресам без дополнительных идентификаторов;

- снизить стоимость системы за счет отсутствия в системе отдельного устройства регулятора.

1. Способ построения системы автоматического управления посредством сети Ethernet, с посылкой данных, используя протокол UDP, состоящий из следующих шагов: конфигурация элементов сети, посылка первого широковещательного пакета данных, синхронизация работы относительно времени приема первого пакета данных, определение корректности работы устройства по тому, что оно посылает пакеты с определенной периодичностью, каждое устройство может посылать данные любому другому устройству в сети, отличающийся тем, что при включении системы: широковещательные пакеты отправляются только при регистрации на устройстве мониторинга сети: датчик начинает рассылать пакеты на IP-адрес устройства управления, с которым этот датчик должен работать; устройство управления при получении этого пакета отправляет пакет датчику, после чего датчик останавливает отправку пакетов, возможны два алгоритма работы устройства управления с датчиками: при получении пакета от второго датчика устройство, реализующее воздействие на объект управления, останавливает отправку пакетов текущим датчиком и начинает работать с новым, либо устройство, реализующее воздействие на объект управления, работает одновременно с несколькими датчиками, например, по среднему значению их показаний.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при функционировании системы датчик отправляет пакеты с данными на устройство управления с определенной периодичностью, устройство управления осуществляет работу в соответствии с законом регулирования и получаемой информацией от датчиков и отправляет пакеты с данными на устройство мониторинга сети с определенной периодичностью.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отказе устройства управления устройство мониторинга сети отправляет команду, которая должна перевести механизм в предопределенное состояние, а также на датчики отправляется команда отправки пакетов с данными на устройство мониторинга сети.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отказе датчика устройство управления переводит себя в предопределенное состояние и отправляет информацию о сбое на устройство мониторинга сети.

Изобретение относится к технологиям сбора информации. Техническим результатом является повышение производительности работы системы обработки информации за счет своевременного предоставления в терминал сбора информации программного обеспечения, сгенерированного на основе информации, относящейся к окружению.

Системы и способы для передачи файлов данных, независимо от платформы // 2525743

Изобретение относится к области выполнения независимых от платформы передач файлов с данными в сети клиент-сервер. Техническим результатом является повышение эффективности передачи файлов с данными между клиентской системой и системой сервера.

Расширяемость для основывающейся на web визуализации диаграмм // 2524855

Группа изобретений относится к расширяемой архитектуре и потоку данных, которые позволяют машине обновления диаграмм запускать модули пользовательского кода. Техническим результатом является снижение объема данных, хранимых на клиентском устройстве.

Улучшенная потоковая передача по запросу блоков с использованием масштабируемого кодирования // 2523918

Изобретение относится к системам мультимедийной потоковой передачи. Технический результат заключается в обеспечении возможности приспособиться для получения преимуществ от процесса захвата приема контента и подготовки файлов с повышением качества потоковой передачи по запросу блоков при взаимодействии с пользователем, а также повышения эффективности полосы пропускания.

Способ и система для загрузки файла для веб-приложения // 2523216

Группа изобретений относится к средствам передачи файлов в веб-приложении. Технический результат заключается в снижении нагрузки веб-сервера.

Переносимость и совместимость медийных данных для различных платформ-адресатов // 2523123

Изобретение относится к системам воспроизведения медийных файлов. Технический результат - обеспечение переносимости и совместимости медийных данных для различных платформ-адресатов.

Способ использования мобильных телефонов // 2520417

Группа изобретений относится к способу и системе распространения приложений на сетевые мобильные устройства. Технический результат заключается в повышении быстродействия распространения и установки приложений для мобильных устройств.

Способ построения системы автоматического управления с взаимодействием через сеть ethernet // 2520397

Изобретение относится к области систем автоматического управления. Техническим результатом изобретения является автоматическое построение системы управления с автоматическим формированием контуров управления, с упрощением конфигурирования устройств, облегчением конфигурации системы, уменьшением количества рассылаемых широковещательных пакетов, облегчением замены неисправных устройств, упрощением включения новых устройств в сеть.

Сервисная система беспошлинной торговли на транспортном средстве и способ ее осуществления // 2520389

Изобретение относится к системе и способу беспошлинной торговли на транспортном средстве. Технический результат заключается в повышении оперативности приёма и обработки заказов с помощью вычислительных средств.

Интеллектуальная маршрутизация // 2520360

Изобретение относится к клиент-серверным системам, в частности к технологиям, в которых сервер и маршрутизатор находятся в одной и той же физической вычислительной системе, в которой используется оптимизированная транспортировка для переноса клиентского запроса от маршрутизатора на сервер и возвращения ответа.

Универсальный комплекс обработки информации // 2509329

Изобретение относится к области информационных технологий, в частности к вычислительной и информационно-вычислительной технике, и может быть использовано в автоматизированных системах управления техническими параметрами промышленных объектов.

Способ двухуровневого управления техническими средствами и система для его осуществления // 2503985

Изобретения относятся к области управления техническими средствами (ТС) и могут быть использованы для управления ТС различного назначения. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, за счет сбора, обработки, анализа данных об объектах воздействия, принятия решения на осуществление воздействия и оценки эффективности осуществления воздействия своего ТС на все объекты воздействия.

Способ двухуровневого управления и система для его осуществления (варианты) // 2487384

Способ двухуровневого управления и система управления для его осуществления (варианты) // 2486565

Способ двухуровневого адаптивного управления и система управления для его осуществления // 2486564

Устройство для контроля и управления процессом термического напыления // 2479861

Способ управления подводным манипулятором в режиме зависания подводного аппарата // 2475799

Изобретение относится к области автоматического управления динамическими объектами по заданной траектории. .

Система автоматического управления технологическим процессом очистки воды с непрерывным контролем ее качества в различных точках технологической схемы // 2472717

Изобретение относится к области автоматизации систем водоочистки и может быть использовано при разработке установок для очистки промышленных сточных вод, хозяйственно-бытовых сточных вод, дренажных вод с орошаемых земель, организованных и неорганизованных стоков с территорий населенных пунктов и промышленных площадок, сельскохозяйственных полей и крупных животноводческих комплексов, а также для водоподготовки и организации питьевого водоснабжения.

Автоматизированная газодизельная генераторная установка с комбинированной подачей топлив // 2465472

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к управлению газодизель-генераторными установками (ГДГУ) с комбинированными разнофазными режимами подачи топлив.

Система коррекции траектории движения манипулятора // 2462745

Изобретение относится к области автоматического управления динамическими объектами и может быть использовано при автоматическом управлении многозвенными манипуляторами, устанавливаемыми на подводных аппаратах (ПА).

Способ автоматического управления реактором синтеза суспензионной полимеризации стирола // 2534365

Изобретение относится к области систем автоматического управления. Оно может быть использовано при автоматизации работы полимеризационных реакторов, имеющих один или нескольких контуров управления. Технический результат - улучшение качества управления технологическим объектом за счет выбора коррекции динамически эффективных каналов управления и включения их в работу в зависимости от состояния объекта управления, описываемого реальной динамической моделью. Разработанная динамическая модель процесса суспензионной полимеризации стирола состоит из кинетических уравнений и уравнения теплового баланса. Система управления процессом полимеризации с использованием коррекции параметров управления состоит из двух контуров. Первый контур обеспечивает заданную скорость вращения мешалки с помощью регулятора. Второй контур обеспечивает стабилизацию температуры реакционной смеси внутри реактора с помощью регулятора. Контур управления скоростью вращения мешалки реактора имеет коррекцию заданной скорости вращения в зависимости от нескольких величин. Первая величина, получаемая с объекта управления, является управляющим воздействием регулятора температуры, вторая величина рассчитывается в математической модели на основании общих кинетических, тепловых и гидродинамических зависимостей процесса суспензионной полимеризации стирола (СПС). Их разница поступает в блок коррекции, который вырабатывает корректирующее воздействие, которое поступает на сумматор, где оказывает воздействие на величину задания скорости вращения мешалкой. 1 ил.