Контроллер-узел измерительно-управляющих систем



Контроллер-узел измерительно-управляющих систем
Контроллер-узел измерительно-управляющих систем

 


Владельцы патента RU 2572372:

Ермоленко Оксана Владимировна (RU)
Субботин Валерий Тимофеевич (RU)
Эрглис Кронид Эдуардович (RU)

Изобретение относится к измерительно-управляющей технике и применяется при построении многопроцессорных измерительно-управляющих систем (МИУС) для бортового и стационарного назначения. Техническим результатом является повышение надежности. Контроллер-Узел измерительно-управляющих систем (КУИУС) с оптоволоконными разъемам состоит из усилителя, АЦП, процессора и интерфейса ИМИУС, содержащего коммутатор местового адреса, три электрических разъема для присоединения к кабелям от датчиков, контакт «общего нуля» и два типа электрических выходных разъемов на актуаторы управляемого объекта, причем коммутатор адреса выполнен при помощи перепаек между контактами, отображающими двоичную логическую единицу, а для передачи кодовых сообщений через интерфейс ИМИУС применяются волоконно-оптические кабели, содержащие два волокна, одно для передачи кодовой информации в одном направлении, второе для передачи кодовой информации в обратном направлении, для соединения двойных колец через дополнительный разъем также используется оптокабель. 2 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к измерительно-управляющей технике и применяется при построении многопроцессорных измерительно-управляющих систем (МИУС) для бортового и стационарного применения.

Уровень техники

Наиболее близкими прототипами является стандарт IEEE 1451 (Standard for a Smart Transducer Interface for Sensors and Actuators), патент US7085670 (Reconfigurable measurement system utilizing a programmable hardware element and fixed hardware resources).

Раскрытие изобретения

Изобретение представляет собой Контроллер-Узел измерительно-управляющих систем (КУИУС) с оптоволоконными разъемами (см. фиг.1), в котором конструктивно объединены Усилитель 100, АЦП 101, Процессор 102 и Интерфейс ИМИУС 103. ИМИУС означает Интерфейс Многопроцессорных Измерительно-Управляющих Систем, который описан в статье ″ИМИУС как основа становления ЕС МИУА в России″ (Ядерные измерительно-информационные технологии, 2(34)2010), в патенте RU №2449485 С 1 ″Трехпортовый узел сетевого интерфейса″, в патенте RU №2477005 С2 ″Трехслойная многокольцевая структура сети передачи данных″. На плате КУИУС имеются также аналоговый вход 104, на который поступает выходное напряжение датчика, импульсный вход 105 для счета импульсов, поступающих от датчиков (например, работающих с ядерными излучениями) и кодовый вход 106; контакт ″общего нуля″ 107; разъем 108 для вывода число - импульсных кодов (например, на шаговые двигатели), разъем 109 - для вывода двоичного кода на актуатор. Под актуатором здесь понимается усилитель мощности, приводящий в действие исполнительный орган управляемого объекта.

Под понятием Датчик понимается собственно датчик 110 и преобразователь значения измеряемой величины в нормализованное напряжение 111, подаваемое через усилитель сигнала 100 на вход АЦП 101. При этом интегральные схемы, процессора и интерфейса расположены на одной небольшой печатной плате 112 с четырьмя крепежными отверстиями 113.

В особых случаях, например на атомных объектах, где некоторые датчики располагаются в радиационном поле, КУИУС располагается на необходимом удалении от преобразователя 111 и собственно датчика 110.

Печатная плата КУИУС 112 в нижней части имеет два кожуха (при необходимости большее количество) с розетками для оптоволоконных разъемов 114 и 115, соединенных с печатным монтажом платы и имеющих с ней ″общий нуль″. Предпочтительны каналы передач, содержащие одно оптоволокно, передающее информацию в одном направлении, и другое оптоволокно, передающее информацию в обратном направлении.

Оптоволоконный разъем 115 своей розеткой направлен перпендикулярно направлению розетки разъема 114, а сам разъем крепится к плате сбоку, выше разъема 114 для того, чтобы выходящие кабели каждого из разъемов не мешали друг другу. На объектах одноразового использования (например, в ракетах), вместо разъемов может применяться сварка оптоволокна электрическим разрядом.

Вводы информации от датчиков и выводы на актуаторы, а также ввод питания, целесообразно сделать через одну 24-х контактную секцию разъема типа ″Metral″. При этом каждый из 12-ти проводов для надежности спаивают с парой контактов разъема.

Также в нижней части платы КУИУС 112 есть коммутатор для создания двоичного мéстового адреса 116. Мéстовый адрес - кодированное обозначение места датчика или актуатора в управляемой системе, описанное в технической документации на систему. Мéстовый адрес задается человеком изначально при инициализации системы и является неизменным на всем протяжении эксплуатации измерительно-управляющей системы, Мéстовый адрес датчиков или актуаторов отображается на коммутаторе мéстового адреса КУИУС. В коммутаторе для соединений служит луженая медная проволока диаметром около 0,5 мм. Перепайки луженой проволокой создают логические единицы в коде мéстового адреса. На фиг.1 показан мéстовый адрес 010110 или 22 в десятичной форме.

Блоки питания кольца исполняются отдельно. Входное напряжение Блока питания может быть получено от различных электросетей: +27 В; 115 В (400 Гц); и от сети 220 В (50 Гц). Выходное напряжение Блока питания предпочтительно +12 В.

Для обеспечения большей живучести системы управления целесообразно создать резервированное питание узлов. Для этого от двух независимых источников питания включаются предохраняющие диоды между линиями ″+12 В″ и входным контактом разъема ″Metral″. Независимые нулевые провода питания подключаются к паре оставшихся контактов на входной части разъема.

При помощи ИМИУС КУИУС объединяются двойными связями ab и cd с образованием кольца ИМИУС (см. фиг.2) в соответствии с патентом RU №2477005 С2: ″Трехслойная многокольцевая структура сети передачи данных″. Монтаж кольца можно начать с составления гирлянды из кабелей и гнезд, с последующим креплением гирлянды на объекте. В кольце может быть до 63 гнезд, некоторые из которых могут являться резервными,

Кольцевая структура позволяет удобно и короткими связями соединять КУИУС, расположенные в разных местах управляемого объекта, например транспортного средства (между внешней и внутренней обшивкой современного автомобиля, в танке, в самолете и т.д.). При таком способе соединения в кольцо обеспечивается минимальная суммарная длина кабелей. При этом в военных объектах понижается вероятность поражения измерительно-управляющей системы. Более того, при разрыве кольца в одном месте система продолжает работать благодаря удвоенным каналам связи.

Двойная связь ef служит для соединения двух колец ИМИУС и является связкой между кольцами, а также для присоединения удаленных одиночных узлов 400.

Интерфейс ИМИУС, согласно патенту RU №2477005 С1: ″Трехслойная многокольцевая структура сети передачи данных″ допускает дополнительные связи между любыми двумя узлами, что еще более повышает живучесть интерфейсной системы.

Для управления всей системой может быть использован любой процессор КУИУС или внешний компьютер, связанный с кодовыми входами и выходами КУИУС.

Контроллер-Узел измерительно-управляющих систем (КУИУС) с оптоволоконными разъемам, состоящий из усилителя, АЦП, процессора и интерфейса многопроцессорных измерительно-управляющих систем (ИМИУС), содержащего коммутатор местового адреса, три электрических разъема для присоединения к кабелям от датчиков, контакт «общего нуля» и два типа электрических выходных разъемов на актуаторы управляемого объекта, отличающийся тем, что с целью обеспечения надежности и наглядности задания местового адреса коммутатор адреса выполнен при помощи перепаек между контактами, отображающими двоичную логическую единицу, и с целью обеспечения помехоустойчивости, высокой надежности и малого веса каналов связи между узлами кольца ИМИУС, для передачи кодовых сообщений через интерфейс ИМИУС применяются волоконно-оптические кабели, содержащие два волокна, одно для передачи кодовой информации в одном направлении, второе для передачи кодовой информации в обратном направлении, для соединения двойных колец через дополнительный разъем также используется оптокабель.



 

Похожие патенты:

Уникальные идентификаторы узла в масштабе домена и уникальные идентификаторы службы распределяются в домене MPLS, используя систему маршрутизации LSA. Узлы в сети MPLS вычисляют деревья кратчайшего пути для каждого места назначения и устанавливают состояние одноадресной передачи на основе вычисленных деревьев.

Изобретение относится к области технологий связи, а в частности к способу управления конференц-связью и относящимся к нему устройству и системе. Технический результат заключается в снижении нагрузки на полосу пропускания сети.

Изобретение относится к системам предоставления доступа к части речевого и видео вызова через веб-сеанс. Технический результат заключается в обеспечении возможности коллективного использования видеоконтента с мобильных устройств с пользователями, которые либо не имеют совместимых телефонов, либо не являются абонентами службы коллективного использования вызова.

Изобретение относится к системе идентификации и обеспечения доступа в сеть домашнего шлюза (HG). Технический результат изобретения заключается в осуществлении автоматической идентификации и доступа в сеть шлюза HG.

Изобретение относится к способу мобильной связи и коммутационному центру мобильной связи. Технический результат заключается в обеспечении возможности ограничивать для мобильной станции возможность связи с коммутацией каналов.

Изобретение относится к способам беспроводной связи. Технический результат изобретения заключается в улучшении покрытия и пропускной способности на краю ячейки в системе связи мобильного пользователя с использованием неподвижных ретрансляторов, которые являются частями инфраструктуры без промежуточной проводной линии.

Изобретение относится к способу и системе для предоставления услуги межсетевого роуминга. Техническим результатом является повышение качества обслуживания абонентов сети.

Изобретение относится к области систем видеоконтроля и к способу их управления. Техническим результатом является обеспечение взаимного управления аналоговой системы видеоконтроля и цифровой системы видеоконтроля.

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.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении безопасности при проведении сеанса связи за счет проверки прав доступа клиента.
Наверх