Система автоматического контроля котельной
Изобретение относится к автоматическим системам, предназначенным для измерения, передачи и преобразования сигналов, распознавания, представления, воспроизведения данных, манипулирования носителями информации, а именно к оповещению пользователей посредством сообщений о состоянии системы, в том числе к устройствам контроля мониторинга и тестирования котельных. Система автоматического контроля котельной, содержащая модуль контроллера, модули входных и выходных сигналов, при этом базовый функционал оснащен микроконтроллером, встроенным модулем GSM/GPRS, с подключенной антенной, серверной частью, интерфейсами RS-232/RS-485 и интерфейсами входных сигналов аналоговых и дискретных датчиков, программным обеспечением, кроме того, удаленный сервер выполнен с возможностью формирования базы данных и личным кабинетом пользователя. Это позволяет создать автоматическую систему управления технологическими процессами (АСУ ТП), удаленного мониторинга и управления территориально распределенными объектами контроля без дополнительных устройств связи. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к автоматическим системам предназначенным для измерения, передаче и преобразования сигналов, распознавания, представления, воспроизведения данных, манипулирования носителями информации, а именно к оповещению пользователей посредством сообщений о состоянии системы, в том числе к устройствам контроля мониторинга и тестирования котельных.
Известен интеллектуальный беспроводной и проводной контроль устройств (Номер публикации US 20160358722. Опубл. 08.12.2016), в которой микроконтроллер подключен к бытовому агрегату управляемому микроконтроллером. Микроконтроллер подключен к беспроводному блоку, так что домашнее хозяйство может управляться беспроводным способом (например, со смарт-телефона, планшетный компьютер, ноутбук и/или персональный компьютер). В варианте осуществления имеется бытовой блок прерывателя или банка автоматического выключения, которые защищают различные устройства в доме от сбоев в линиях электропередач. В варианте осуществления изобретения бытовой прибор представляет собой выключатель, такой как соленоид для включения и выключения электрического прибора. В варианте осуществления изобретения бытовой прибор имеет различные параметры, которые могут быть установлены дистанционно, посредством отправки беспроводных сигналов на микроконтроллер.
Известен контроллер, содержащий программируемую логическую матрицу, выходы которой соединены с релейными исполнительными элементами, включающий в себя реверсивный регистр сдвига, генератор импульсов, первый и второй логические элементы «И», первый и второй логические элементы «ЗАПРЕТ» и RS-триггер, выход генератора соединен с первым входом первого элемента «И» и с первым входом второго элемента «И», выход первого элемента «И» соединен с прямым входом первого элемента «ЗАПРЕТ», выход второго элемента «И» соединен с прямым входом второго элемента «ЗАПРЕТ», выход последней ячейки регистра соединен с инвертирующим входом первого элемента «ЗАПРЕТ», выход которого связан с шиной прямого сдвига регистра, выход первой ячейки регистра соединен с инвертирующим входом второго элемента «ЗАПРЕТ», выход которого связан с шиной обратного сдвига регистра, выходы регистра соединены со входами программируемой логической матрицы, прямой выход RS-триггера соединен со вторым входом первого элемента «И», инверсный выход RS-триггера соединен со вторым входом второго элемента «И», причем первый вход RS-триггера подключен к шине пуска контроллера, а второй вход RS-триггера подключен к шине его останова (Патент №115133 RU. Опубл. 20.04.2012 г.).
Известна когенерационная система с конфигурацией для установки в имеющееся оборудование котельной/аварийного генератора, в котором процессор управления находится в связи с генератором, последний включается и выключается в зависимости от количества тепла или необходимого охлаждения, стоимость топлива и электрических показателей. Эти данные могут быть получены с использованием связей когерационной системы в режиме реального времени через интернет (Номер публикации US 20160301344. Опубл. 13.10.2016 г.).
Известен способ управления контрольными данными, предназначенный для управления контрольными данными, которые служат для контроля телекоммуникационного терминала посредством приданного ему внутреннего коммутатора интеллектуальной сети, причем контрольными данными в выбранном коммутаторе интеллектуальной сети управляют централизованно и по требованию передают на внутренний коммутатор, который с помощью этих контрольных данных осуществляет контроль телекоммуникационного терминала (Патент №2526921 RU. Опубл. 27.08.2014 г.).
Однако известный способ относится к системам сбора и обработки данных, имеет конкретную и узкую область применения. Упомянутый способ не предусматривает подключение аналоговых и цифровых (дискретных) датчиков, имеющих исполнение и область применения, отличные от функционала и области применения заявляемой системы.
Известно микроконтроллерное устройство автоматического контроля и управления процессом розжига горелки и горением, содержащее горелку, устройство для запуска, отсечной клапан, датчик наличия пламени, высоковольтный трансформатор, содержащее микроконтроллер, связанный через его нулевую линию нулевого порта с устройством для запуска, выполненного в виде кнопки "Пуск" устройства, а через его нулевую, первую, вторую и третью линии первого порта связанный соответственно с первыми входами блока управления высоковольтного трансформатора, блока управления отсечным клапаном, блока коммутации двигателя нагнетания воздуха и блока управления подачей питания, вторые выходы которых соединены соответственно с блоками диагностики высоковольтного трансформатора, отсечного клапана, двигателя и подачи питания, а выходы блоков диагностики связаны с микроконтроллером через его первую, вторую, третью и четвертую линии нулевого порта соответственно, при этом первый выход блока управления подачей питания соединен с вторым входом блока управления высоковольтным трансформатором, связанного своим первым выходом с входом высоковольтного трансформатора, выход которого соединен с розжиговым электродом, установленным в сопле горелки; с вторым входом блока коммутации двигателя нагнетания воздуха, соединенного своим первым выходом с двигателем нагнетания воздуха; с входом датчика давления воздуха и входом датчика давления газа, выход которого соединен с входом блока диагностики датчика давления газа, связанного своим выходом по пятой линии нулевого порта с микроконтроллером; с вторым входом блока управления отсечным клапаном, первый выход которого соединен с входом отсечного клапана, при этом выход датчика давления воздуха связан с входом блока его диагностики, соединенного своим выходом по шестой линии нулевого порта с микроконтроллером, а электрод датчика наличия пламени, установленный в сопле горелки, соединен с входом блока регистрации наличия пламени и диагностики ложного срабатывания, выход которого связан через седьмую линию нулевого порта с микроконтроллером, соединенными через третий его порт с блоком связи с ЭВМ верхнего уровня, причем первая линия является соединением выхода микроконтроллера с входом этого блока, а нулевой линией микроконтроллер связан своим входом с первым выходом блока связи с ЭВМ верхнего уровня, второй выход которого связан двухпроводной витой парой с ЭВМ верхнего уровня, для питания устройства служит стандартный источник питания путем соединения нуля и фазы источника с вторым и третьим входами блока управления подачей питания, а постоянное напряжение источника служит питанием микроконтроллера и других элементов схемы (Патент №2211406 RU. Опубл. 27.08.2003 г.).
Однако известное микроконтроллерное устройство относится к системам автоматического управления горелками в котельных, печах и т.д., имеет конкретную и узкую область применения, оно не предусматривает подключение аналоговых и цифровых (дискретных) датчиков. Кроме того, устройство не предусматривает автоматическое управление технологическими процессами в областях, отличных от функционала и области применения заявляемой системы.
Известна информационно-измерительная и управляющая система оптимизации производства и потребления тепловой энергии на распределенных объектах теплоснабжения, содержащая первый контур с источником тепла (газовый котел), теплообменник, второй контур тепловой сети, датчик температуры в прямом трубопроводе первого контура, датчик температуры в обратном трубопроводе второго контура, датчик давления в прямом трубопроводе второго контура, узел управления процессом горения в котле, в которую дополнительно введены регулятор подачи газа, датчик расхода газа, вентилятор, датчик температуры воздуха, датчик расхода воздуха, датчик температуры сбросных газов, счетчик производимой тепловой энергии, многоканальный микропроцессорный блок контроля энергосбережения при производстве тепловой энергии, блок памяти, диспетчерский центр приема информации, систему теплоснабжения, узел управления потреблением тепловой энергии, причем первый контур с источником тепла (газовый котел), первый выход которого связан с входом датчика температуры сбросных газов и через теплообменник связан со вторым контуром тепловой сети, соединен с входом датчика температуры в прямом трубопроводе первого контура, три выхода второго контура связаны с входами датчика температуры в обратном трубопроводе, датчиком давления в прямом трубопроводе, счетчиком производимой тепловой энергии, выходы которых связаны с входами многоканального микропроцессорного блока контроля энергосбережения при производстве тепловой энергии, выход регулятора подачи газа посредством датчика расхода газа связан с первым входом котла, выход вентилятора посредством датчика температуры воздуха, датчика расхода воздуха связан со вторым входом котла, выходы датчика расхода газа, датчика расхода воздуха, датчика температуры воздуха, датчика температуры сбросных газов связаны с входами многоканального микропроцессорного блока контроля энергосбережения при производстве тепловой энергии, первый выход которого связан с входом блока памяти, второй выход связан с входом диспетчерского центра приема информации, второй, третий, четвертый входы диспетчерского центра приема информации соединены с выходами системы теплоснабжения, посредством узлов управления потреблением тепловой энергии четвертый, пятый, шестой выходы второго контура соединены с входами систем теплоснабжения, выход диспетчерского центра приема информации посредством узла управления процессом горения в котле соединен с входами регулятора подачи газа и вентилятора (Патент №2525811 RU. Опубл. 20.08.2014 г.).
Однако известная система относится к системам сбора и обработки данных, а также автоматического управления технологическими процессами в системах теплоснабжения городов и других населенных пунктов, и в ней не предусмотрено использование аналоговых и цифровых (дискретных) датчиков.
Известна система (100) для предсказания задевания в турбине, включающая: систему (110) контроля, выполненную с возможностью формирования рабочих значений (112) для турбины на основе информации, принятой от турбины; корреляционное устройство (114), выполненное с возможностью формирования по меньшей мере одного корреляционного значения (115) на основе упомянутых рабочих значений (112), которое устанавливает корреляцию первого рабочего значения со вторым рабочим значением; вычислитель (116) переменных, выполненный с возможностью формирования по меньшей мере одной вычисленной переменной (118) на основе одного из упомянутых рабочих значений (112); и предсказатель (120) задевания, который формирует предсказание (122) задевания на основе упомянутого по меньшей мере одного корреляционного значения (115) и упомянутого по меньшей мере одного вычисленного значения (Патент №2602318 RU. Опубл. 20.11.2016 г.).
Однако известная система имеет конкретную область применения и не является аналогом заявляемой системы.
Известна сотовая система оповещения и управления КСИТАЛ GSM-4, GSM-8, GSM-12 позволяет обеспечить диспетчеризацию удаленных объектов: котельная, тепловой пункт, насосная станция, трансформаторная, холодильная камера, сушильная камера, серверная, резервуары (Электронный ресурс: http://www.ksytal.ru/price.htm).
Недостатком данной системы является ограниченное количество одновременно подключаемых датчиков и исполнительных устройств, в пределах одного контроллера с подключенными блоками расширения, ограниченные возможности подключения датчиков с аналоговым выходным сигналом и ограниченные возможности автоматического управления технологическими процессами.
Известна система автоматического регулирования отопления здания с программируемым логическим контроллером содержащая датчики температуры наружного воздуха в помещении, автоматический задатчик, регуляторы температуры сетевой воды и тепловой нагрузки, устройство компенсации внешних возмущений, сумматоры, в которой автоматический датчик дополнительно включает блок логики, входы которого соединены с сигналом текущего времени суток и сигналом текущей даты, выход блока логики соединен с тремя сумматорами, первый сумматор выполнен с возможностью инверсии приходящего на него сигнала фактической температуры воздуха в отапливаемом помещении и подключен ко второму сумматору, выполненному с возможностью инверсии приходящего на него сигнала с датчика температуры наружного воздуха, выход второго сумматора через блок усиления подключен к входу третьего сумматора (Патент №109583 RU. Опубл. 20.10.2011 г.).
Однако в известной системе отсутствует возможность удаленного контроля объекта или группы объектов, в том числе территориально распределенных. Кроме того, в упомянутой системе отсутствует возможность реализации дополнительного функционала в пределах одного контроллера с подключенными модулями расширения, в зависимости от масштаба задачи и требуемого функционала при проектировании.
Известен программируемый логический контроллер, содержащий микропроцессор, локальную шину, линии адреса и данных которой подсоединены соответственно к выходам адреса и к входам-выходам данных микропроцессора, двухпортовое статическое ОЗУ, интерфейсы шин типа VME и ISA, ПЗУ, EEPROM, часы реального времени, контроллер клавиатуры, системный контроллер, универсальный программируемый сторожевой таймер, интерфейсы последовательных каналов типа RS232 и RS485, периферийную шину, линии адреса и данных которой подсоединены соответственно к линиям адреса и данных ПЗУ и EEPROM, а линия данных периферийной шины подсоединена к линиям данных контроллера клавиатуры и часов реального времени, отличающийся тем, что программируемый логический контроллер снабжен интерфейсом субмодулей, подключенным через буферные усилители адреса и приемники-передатчики данных соответственно к линиям адреса и данных периферийной шины, при этом входы адресов и входы-выходы данных статического ОЗУ подсоединены соответственно через буферные усилители адреса и приемники-передатчики данных к линиям адреса и данных локальной шины, а к входам адреса и к входам-выходам данных статического ОЗУ подсоединены через приемники-передатчики адреса и данных соответственно линии адреса и данных интерфейса шины типа VME, линии адреса и данных интерфейса шины типа ISA подсоединены соответственно через буферные усилители адреса и приемники-передатчики данных к линиям адреса и данных локальной шины, к тому же линии адреса и данных периферийной шины соединены соответственно через буферные усилители адреса и приемники-передатчики данных с линиями адреса и данных локальной шины, линии адреса и данных системного контроллера соединены с линиями адреса и данных периферийной шины, а входы-выходы интерфейсов последовательных каналов типа RS232 и RS485 и универсального сторожевого таймера подсоединены непосредственно к микропроцессору (Патент №2101757 RU. Опубл. 10.01.1998 г.).
Недостатком описанного выше контроллера является отсутствие возможности удаленного контроля объекта или группы объектов, в том числе территориально распределенных, без применения дополнительных устройств связи. Кроме того, в упомянутой системе отсутствует возможность реализации дополнительного функционала в пределах одного контроллера с подключенными модулями расширения, в зависимости от масштаба задачи и требуемого функционала при проектировании.
Известен комплекс программно-аппаратных средств автоматизации управления технологическими процессами содержащий объединенные через локальную вычислительную сеть Ethernet рабочие станции и серверы на базе персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ), а также контроллеры и функциональные модули. Встроенные в каждый модуль функциональные (МФ) программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) поддерживающие «зашивку» практически любых алгоритмов обработки сигналов и управления, адекватных задачам, которые возлагает проектант на данный модуль. Возможны три варианта построения систем на базе средств комплекса: централизованного управления; локального управления; распределенного управления. Во всех трех вариантах модуль центрального процессора (под управлением программного обеспечения) выполняет начальное конфигурирование модулей функциональных, обмен информацией, контроль и диагностику программных и аппаратных средств (Патент №2279117 RU. Опубл. 27.06.2006 г.).
Однако известная система имеет сложное конструктивное решение с множественными логическими связями, которое предусматривает использование преобразователей интерфейсов в каждом отдельном функциональном блоке.
Известен комплекс программно-аппаратных средств автоматизации контроля и управления, включающий общую шину данных и, по меньшей мере, один контроллер, содержащий модули ввода/вывода, для ввода и обработки сигналов от датчиков и вывода сигналов управления исполнительными механизмами, и процессорные модули для управления модулями ввода/вывода и исполнительными механизмами посредством модулей ввода/вывода, в котором модули ввода/вывода и процессорные модули подключены к общей шине данных, совмещающей в себе функции системных шин контроллеров, полевых шин и локальной сети, с возможностью образования единой сети устройств и формирования ими запросов к любому из указанных устройств и ответов на адресованные им запросы, что реализует доступ к данным каждого из устройств, как со стороны устройств, входящих в тот же контроллер, так и со стороны внешних устройств, в том числе входящих в другие контроллеры, и доступ устройств каждого контроллера к данным внешних устройств, в том числе входящих в другие контроллеры (Патент №2349949 RU. Опубл. 20.03.2009 г.).
Однако известный комплекс программно-аппаратных средств достаточно трудоемок и сложен в реализации, несмотря на то, что имеет общую шину данных на основе Ethernet, более сложную для реализации связи между устройствами, так как предусматривает использование преобразователей.
Кроме того, известный комплекс не имеет встроенный GSM/GPRS модуль, и не позволяет осуществить использование беспроводных каналов связи без использования дополнительных устройств связи.
Задачей настоящего изобретения является расширение модификации средств автоматизации технологических процессов, а также средств сбора и обработки данных, а также средств сигнализации. Результат проявляется в возможности: построения автоматических систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), удаленного мониторинга и управления территориально распределенными объектами контроля, путем расширения функционала системы за счет увеличения диапазона одновременно подключаемых датчиков, приборов, устройств и контроллеров, модулей расширения, в возможности проводного и беспроводного подключения датчиков, возможности подключения датчиков по нескольким независимым каналам, возможности передачи данных по беспроводным сетям без дополнительных устройств связи.
Поставленная задача решается тем, что в системе автоматического контроля котельной, содержащей модуль контроллер, модули входных и выходных сигналов, базовый функционал оснащен микроконтроллером, встроенным модулем GSM/GPRS, с подключенной антенной, серверной частью, интерфейсами RS-232/RS-485 и интерфейсами входных сигналов аналоговых и дискретных датчиков, программным обеспечением, Кроме того, удаленный сервер выполнен с возможностью формирования базы данных и личным кабинетом пользователя.
Целесообразно, для расширения диапазона автоматического управления технологическим процессом, в системе расширенный функционал выполнить на основе базового функционала с возможностью подключения к нему дополнительных модулей расширения считывания данных с устройств и контроллеров, имеющих интерфейсы связи, и оснащенных сервером ПК верхнего уровня.
Целесообразно, для подключения к контроллеру большего числа модулей, в системе модули расширения при подключении, связать с модулем контроллера по протоколу данных I2C, общую шину данных выполнить максимально допустимой емкостью.
Целесообразно, для унификации данных, в системе передачу данных на верхний уровень осуществлять по протоколу HTTP.
В варианте выполнения изобретения, в системе модуль контроллера посредством модулей расширения выходных сигналов, имеет возможность управления сигналами в виде тока, напряжения, цифровыми дискретными сигналами, а также широтно-импульсной модуляцией.
Целесообразно, для увеличения диапазона использования функционала, в системе интерфейс RS-485 использовать для подключения модулей расширения на расстоянии не более 1000 метров от места установки контроллера.
В варианте для повышения надежности системы, целесообразно модули расширения и модуль контроллера, оснастить встроенными микропроцессорами.
Целесообразно, для создания резервирования на случай выхода из строя одного модуля контроллера, в систему подключать нескольких модулей контроллеров.
Целесообразно, для расширения диапазона использования системы, в ней использовать модуль расширения для беспроводных подключений. Кроме того, в модуле расширения для беспроводных подключений предусмотреть использование двух устройств, а именно «модуль-приемник» и «модуль-передатчик».
Целесообразно, для оценки в режиме реального времени технологического потенциала системы, удаленный сервер подключить к интернету, иметь порты для приема данных по протоколу HTTP, для отображения данных в окне браузера на рабочих ПК/станциях или на мобильных устройствах.
Целесообразно, для контроля данных и принятия решения в режиме реального времени, передачу данных осуществлять в виде CMC и/или дозвона на телефонный номер.
Настоящее изобретение поясняют подробным описанием и схемами, на которых изображены логические связи между элементами системы в базовом и расширенном функционале:
Фиг. 1 представляет блок-схему базового функционала согласно изобретению.
Фиг. 2 представляет блок-схему расширенного функционала согласно изобретению.
Сокращения, используемые в тексте описания:
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)
На основе системы автоматического контроля котельных, поставленная задача может быть реализована как в базовом, так и в расширенном функционале.
Базовый функционал (Фиг. 1) системы, содержащий модуль 1 контроллер, оснащен микроконтроллером 2, встроенным модулем 3 GSM/GPRS с подключенной антенной 4, серверной частью 5, интерфейсами 6 (RS-232/RS-485), интерфейсами 7 входных сигналов аналоговых и дискретных датчиков. При этом модуль 3 GSM/GPRS позволяет отправлять данные о состоянии объекта контроля в виде CMC и/или дозвона на телефонный номер, а так же через интернет в виде электронной почты и/или отправки данных на сервер 5, либо рабочую станцию по протоколу HTTP. Кроме того,, серверная часть имеет удаленный сервер 5 с возможностями архивации данных и мониторинга объектов контроля в реальном времени.
Расширенный функционал (Фиг. 2) системы, содержит модуль 1 контроллер, модуль 9 расширения входных сигналов, модуль 10 расширения выходных сигналов, модуль 11 расширения интерфейсов связи и модули 12 13 расширения для беспроводных подключений, оснащен микроконтроллером 2, встроенным модулем 3 GSM/GPRS с подключенной антенной 4, серверной частью 5, интерфейсами 6 (RS-232/RS-485), интерфейсами 7 входных сигналов аналоговых и дискретных датчиков. Модуль 9 расширения входных сигналов оснащен собственным микроконтроллером 2, интерфейсами 7 входных сигналов аналоговых и дискретных датчиков и связан с контроллером 1 по шине 16 данных I2C. Модуль 10 расширения выходных сигналов оснащен собственным микроконтроллером 2, интерфейсами 8 выходных сигналов управления исполнительными устройствами и механизмами и связан с контроллером 1 по шине 16 данных I2C. Модуль 11 расширения интерфейсов связи оснащен собственным микроконтроллером 2, интерфейсами 6 (RS-232/RS-485) и связан с контроллером 1 по шине 16 данных I2C, при этом интерфейс RS-485 позволяет подключать модули 9, 10, 11 расширения на значительном расстоянии от контроллера. Модуль 12 «приемник» для беспроводных подключений оснащен собственным микроконтроллером 2, устройством 14 WiFi/радиоприемник и связан с контроллером 1 по шине 16 данных I2C, при этом модуль 12 «приемник» отслеживает состояние модуля 13 «передатчика» и делает запросы на передачу информации, полученная от модуля 13 «передатчика» информация, поступает на микропроцессор модуля 1 контроллера. Модуль 13 «передатчик» для беспроводных подключений оснащен собственным микроконтроллером 2, устройством 15 WiFi/радиопередатчик, интерфейсами 6 (RS-232/RS-485), интерфейсами 7 входных сигналов аналоговых и дискретных датчиков и связан с модулем 12 «приемником» беспроводным способом по каналам WiFi и/или радио, при этом модуль 13 «передатчик» собирает информацию с подключенных датчиков, устройств и/или контроллеров и передает ее на модуль 12 «приемник» по беспроводным каналам связи WiFi и радио. Кроме того,, модули 12, 13 для беспроводных подключений позволяют выполнять подключение датчиков одновременно по нескольким независимым каналам (проводным и беспроводным способом). Модуль 3 GSM/GPRS позволяет отправлять данные о состоянии объекта контроля в виде CMC и/или дозвона на телефонный номер, а так же через интернет в виде электронной почты и/или отправки данных на сервер 5, либо рабочую станцию по протоколу HTTP. Модуль 9 расширения входных сигналов позволяет подключать датчики различного исполнения и типа выходных сигналов. Модуль 10 расширения выходных сигналов позволяет управлять исполняющими устройствами и механизмами, сигналами в виде тока, напряжения, цифровыми дискретными сигналами, а также ШИМ. Модуль 11 расширения интерфейсов связи позволяет подключать приборы и контроллеры других производителей, имеющие данные интерфейсы связи, для удаленного считывания и/или управления. Модули 12, 13 для беспроводных подключений позволяют подключать датчики различного исполнения и типа выходных сигналов, а также приборы и контроллеры других производителей, имеющие интерфейсы связи, для удаленного считывания и/или управления. Серверная часть имеет удаленный сервер 5 с возможностями архивации данных и мониторинга объектов контроля в реальном времени, при этом удаленный сервер 5 позволяет производить управление, мониторинг и аналитику территориально распределенных объектов, в том числе в реальном времени.
Система автоматического контроля работает следующим образом.
Сигналы от аналоговых и цифровых (дискретных) датчиков поступают на интерфейсы 7 входных сигналов модуля 9 расширения входных сигналов и/или модуля 1 контроллера и/или модуля 13 «передатчика» для беспроводных подключений, и обрабатываются микропроцессором 2 данного модуля, после чего обработанные и преобразованные данные поступают в микропроцессор 2 модуля 1 контроллера и отправляются через модуль 3 GSM/GPRS на сервер 5 верхнего уровня. Кроме того, контроллер 1, при наступлении определенного события, может формировать сообщения о неисправностях и/или нештатных ситуациях и отправлять эти сообщения на сервер 5 верхнего уровня, а также в виде электронной почты, CMC, или дозвона на номер телефона. В тоже время с отправкой данных, вычисляются значения управляющих сигналов, подключенных к интерфейсам 8 выходных сигналов модуля 10 расширения выходных сигналов, для управления исполнительными устройствами. При этом значения уже сформированных управляющих сигналов также отправляются через модуль 3 GSM/GPRS на сервер 5 верхнего уровня. Модуль 10 расширения выходных сигналов, благодаря собственному микропроцессору 2, может хранить значения управляющих сигналов, с их последующей перезаписью, в течение определенного времени. Это позволяет в случае «обрыва» связи с контроллером 1, производить вычисление усредненных значений управляющих сигналов, поступивших до «обрыва» связи и использовать эти значения для дальнейшего управления, до восстановления связи с контроллером 1. Кроме того, модуль 10 расширения выходных сигналов, в случае «обрыва» связи с контроллером 1, может прекратить управление путем выключения устройств, полного закрытия или открытия исполнительных механизмов (таких как электрозадвижки) и возобновлять управление после восстановления связи с контроллером 1. Информация с устройств и контроллеров других производителей, подключенных к интерфейсам 6 (RS-232/RS-485) модуля 1 контроллера и/или модуля 11 расширения интерфейсов связи и/или модуля 13 «передатчика» для беспроводных подключений, считываются микропроцессором 2 данного модуля. После чего информация поступает на микропроцессор 2 модуля 1 контроллера и отправляется через модуль 3 GSM/GPRS на сервер 5 верхнего уровня. При этом считывание информации с устройств и контроллеров других производителей, происходит из таблицы регистров данных устройств и контроллеров. Считанная, таким образом, информация отправляется на удаленный сервер 5, где преобразуется и подставляется в таблицу значений для конкретного устройства или контроллера. Для передачи информации с датчика по нескольким независимым каналам, используется проводное и беспроводное подключение. При этом датчик подключается к интерфейсу 7 входных сигналов модуля 9 расширения входных сигналов и/или модуля 1 контроллера и к интерфейсу 7 входных сигналов модуля 13 «передатчика» для беспроводных подключений, в этом случае датчику присваивается в системе свой уникальный номер. Далее информация с датчика поступает на микропроцессор 2 модуля 1 контроллера и, по присвоенному номеру, сравниваются значения, поступившие от модуля 13 «передатчика» для беспроводных подключений и от модуля 9 расширения входных сигналов и/или от интерфейса 7 входных сигналов модуля 1 контроллера. При этом сравнивается время опроса датчика и величина измеренная датчиком. Если полученные значения не равны, имеют отклонение или датчик недоступен по одному из каналов, то контроллер 1 формирует сообщение о неисправности и отправляет его через модуль 3 GSM/GPRS связи на удаленный сервер 5 и/или отправляет сообщение в виде электронной почты, CMC, или дозвона на номер телефона. При этом если датчик доступен хотя бы по одному из каналов, то контроллер 1 использует данные с датчика для работы.
Данная система предусматривает подключение большого количества модулей 9, 10, 11, 12, 13 расширения, в том числе модулей 1 контроллеров, что позволяет подключать к системе неограниченное количество датчиков, исполнительных устройств, устройств и контроллеров других производителей. Производить автоматическое управление технологическим процессом, на основании значений, полученных с датчиков. Производить считывание информации с устройств и контроллеров других производителей. Система имеет функцию оперативного информирования, при наступлении определенного события. Возможность подключения нескольких модулей 1 контроллеров, позволяет выполнять их резервирование, так в случае выхода из строя одного модуля 1 контроллера, его функции может полностью, либо частично взять на себя другой. Все это позволяет строить на основе системы интеллектуального контроля, различные по сложности автоматические системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), системы сбора и обработки данных, системы сигнализации, а также решать задачи по повышению надежности системы путем дублирования и резервирования важных участков проекта и схем управления.
Предлагаемое изобретение позволяет расширить модификации средств автоматизации технологических процессов путем удаленного мониторинга и управления объектами контроля, в том числе с мобильных устройств.
Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет расширить диапазон одновременного подключения неограниченного числа приборов, датчиков, устройств и контроллеров других производителей за счет модулей расширения, а также одновременного управления неограниченным числом исполнительных устройств и механизмов.
Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет осуществлять проводное и беспроводное подключение датчиков, а также дублирование сигналов с датчиков по нескольким независимым каналам.
Кроме того, предлагаемое изобретение имеет функции оперативного информирования, в случае возникновения нештатных ситуаций и/или неисправностей.
Кроме того, предлагаемое изобретение имеет встроенный GSM/GPRS модуль, позволяющий передавать данные удаленно, без дополнительных средств связи.
Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет повышать надежность систем автоматизации технологических процессов, путем дублирования и резервирования важных участков объекта и схем управления.
Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет строить, на его основе, различные по сложности автоматические системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), системы сбора и обработки данных, системы сигнализации.
1. Система автоматического контроля котельной, содержащая модуль контроллера, модули входных и выходных сигналов, отличающаяся тем, что базовый функционал оснащен микроконтроллером, встроенным модулем GSM/GPRS, с подключенной антенной, серверной частью, интерфейсами RS-232/RS-485 и интерфейсами входных сигналов аналоговых и дискретных датчиков, программным обеспечением, кроме того, удаленный сервер выполнен с возможностью формирования базы данных и личным кабинетом пользователя.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что расширенный функционал выполнен на основе базового функционала с возможностью подключения к нему дополнительных модулей расширения, считывания данных с устройств и контроллеров, имеющих интерфейсы связи, и оснащена сервером ПК верхнего уровня.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что модули расширения при подключении связаны с модулем контроллера по протоколу данных I2C, общая шина данных выполнена максимально допустимой емкостью.
4. Система по п. 2, отличающаяся тем, что передача данных на верхний уровень осуществлена по протоколу HTTP.
5. Система по п. 3, отличающаяся тем, что модуль контроллера посредством модулей расширения выходных сигналов имеет возможность управления сигналами в виде тока, напряжения, цифровыми (дискретными) сигналами, а также широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).
6. Система п. 1, отличающаяся тем, что интерфейс RS-485 использован для подключения модулей расширения на расстоянии не более 1000 м от места установки контроллера.
7. Система по п. 2, отличающаяся тем, что модули расширения и модуль контроллера, оснащены встроенными микропроцессорами.
8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что имеет возможность подключения нескольких модулей контроллеров.
9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в ней использован модуль расширения для беспроводных подключений.
10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что в модуле расширения для беспроводных подключений предусмотрено использование двух устройств, а именно «модуль-приемник» и «модуль-передатчик».
11. Система по п. 1, отличающаяся тем, что удаленный сервер подключен к интернету, имеет порты для приема данных по протоколу HTTP.
12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что данные по протоколу HTTP отображены в окне браузера на рабочих ПК/станциях или на мобильных устройствах.
13. Система по п. 4, отличающаяся тем, что передача данных осуществляется в виде CMC и/или дозвона на телефонный номер.
