Система передачи информации к объектам управления
Владельцы патента RU 2602001:
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" (RU)
Изобретение относится к области систем обмена данными для обмена ответственной информацией между средствами автоматики и объектами управления. Система включает первый и второй многоканальные задатчики-передатчики, блок контроля, линейное устройство, первый и второй каналы связи, формирователь кодовой информации, блокирующий ключ, пульт управления, объект управления и монитор. Причем вход монитора подключен ко второму выходу формирователя кодовой информации, при этом объекты управления выполнены с возможностью формирования квитанций при выполнении соответствующих управляющих воздействий, а линейные устройства - с возможностью преобразования указанных квитанций в сообщения, аналогичные передаваемым по первому каналу связи, кроме того, выход каждого объекта управления подключен ко второму входу линейного устройства, а выходы второго канала связи по числу объектов управления - к соответствующим входам блока контроля, второй выход которого соединен с входом пульта управления. Достигается повышение надежности и достоверности доведения команд до объектов управления и обеспечение контроля выполнения объектами управления переданного управляющего воздействия. 1 ил.
Изобретение относится к системам обмена данными и может быть использовано для реализации обмена ответственной информацией между средствами автоматики и объектами управления особой опасности.
Известна информационная система передачи ответственной информации, содержащая многоканальные задатчики-передатчики, подключенные своими выходами к блоку контроля и формирователю кодовой информации, связанные выходами через блокирующий ключ с объектами управления, при этом входы задатчиков-передатчиков подключены к выходам формирователя кодовой информации и пульту управления [1].
Данная система является недостаточно надежной, что обусловлено отсутствием возможности подтверждения переданного сообщения и квитанции о выполнении объектами управления переданного управляющего воздействия.
Наиболее близкой из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранная в качестве прототипа система передачи информации к объектам управления [2]. Система передачи информации к объектам управления содержит два многоканальных задатчиков-передатчиков, подключенных выходами с контрольной информацией к входам блока контроля. Блокирующий ключ в системе включен между выходом данных одного из двух (первого) задатчиков-передатчиков и входом первого канала связи и соединен по разрешающему входу с выходом блока контроля. Вход фрмирователя кодовой информации подключен к выходу блокирующего ключа, а выход - к первым входам задатчиков-передатчиков, вторые входы которых соединены с пультом управления. Входы линейных устройств подключены к соответствующим выходам первого канала связи, одни (первые) выходы - к объектам управления, а другие (вторые) выходы - к соответствующим входам второго канала связи. Выход второго канала связи соединен с первыми входами задатчиков-передатчиков. Задатчики-передатчики выполнены с возможностью формирования предварительных команд и после подтверждения принятия их линейными устройствами - исполнительных команд. Линейные устройства, число которых соответствует числу объектов управления, выполнены с возможностью формирования управляющих воздействий на объекты управления при соответствии принимаемых предварительных и исполнительных команд между собою и не превышении максимального интервала времени от приема предварительной команды до приема исполнительной команды.
К недостаткам данной системы следует отнести отсутствие:
- оценки подтверждения выполнения объектами управления переданного управляющего воздействия и формирования повторного сообщения при невыполнении с первой попытки объектами управления переданного управляющего воздействия;
- устройства визуализации процессов, по которым диспетчер мог бы контролировать текущую ситуацию и по отображаемой картинке принимать соответствующее решение.
Таким образом, основной технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности и достоверности доведения команд до объектов управления, обеспечение контроля выполнения объектами управления переданного управляющего воздействия за счет передачи соответствующих подтверждений.
Указанный технический результат достигается тем, что в систему передачи информации к объектам управления, состоящую из двух многоканальных задатчиков-передатчиков, подключенных выходами с контрольной информацией к первому и второму входам блока контроля, блокирующего ключа, включенного между выходом данных первого задатчика-передатчика и входом первого канала связи и соединенного по разрешающему входу с первым выходом блока контроля, вход формирователя кодовой информации подключен к выходу блокирующего ключа, а выход - к первым входам задатчиков-передатчиков, вторые входы которых соединены с пультом управления, входы линейных устройств подключены к соответствующим выходам первого канала связи, первые выходы - к объектам управления, а вторые выходы - к соответствующим входам второго канала связи, выход второго канала связи соединен с первыми входами задатчиков-передатчиков, которые выполнены с возможностью формирования предварительных команд и после подтверждения принятия их линейными устройствами, исполнительных команд, линейные устройства, число которых соответствует числу объектов управления, выполнены с возможностью формирования управляющих воздействий на объекты управления при соответствии принимаемых предварительных и исполнительных команд между собою и непревышении максимального интервала времени от приема предварительной команды до приема исполнительной команды, дополнительно введен монитор, вход которого подключен к второму выходу формирователя кодовой информации, при этом объекты управления выполнены с возможностью формирования квитанций при выполнении соответствующих управляющих воздействий, а линейные устройства - с возможностью преобразования указанных квитанций в сообщения, аналогичные передаваемым по первому каналу связи, кроме того, выход каждого объекта управления подключен к второму входу линейного устройства, а выходы второго канала связи по числу объектов управления - к соответствующим входам блока контроля, второй выход которого соединен с входом пульта управления.
На фигуре представлена блок-схема заявляемой системы, где обозначено:
1 и 2 - первый и второй многоканальные задатчики-передатчики;
3 - блок контроля;
4 - линейное устройство;
5 и 6 - первый и второй каналы связи;
7 - формирователь кодовой информации;
8 - блокирующий ключ;
9 - пульт управления;
10 - объект управления;
11 - монитор
Система работает следующим образом. Передача с пульта 9 управления команд осуществляется только от одного канала задатчика-передатчика 1 через блокирующий ключ 8, а прием осуществляется обоими каналами задатчиков-передатчиков 1 и 2 с посимвольным контролем и формированием повторного сообщения за счет передачи с блока 3 контроля (при наличии ошибки в сообщении, принятом по второму каналу 6 связи) на пульт 9 управления на повтор сообщения при невыполнении с первой попытки объектами 10 управления переданного управляющего воздействия.
Выходы соответствующих линейных устройств 4, число которых соответствует числу объектов 10 управления, подключены к входам соответствующих объектов 10 управления.
Для подтверждения диспетчером возможности передачи команд служит пульт 9 управления с кнопками, данные о положении которых (включено/выключено) поступают на оба входных канала задатчиков-передатчиков 1 и 2, при этом входы задатчиков-передатчиков 1 и 2 подключены к выходам формирователя 7 кодовой информации и пульту 9 управления.
Задатчики-передатчики 1 и 2 работают во временных циклах по одинаковым алгоритмам и выдают контрольную информацию на блок 3 контроля. Блок 3 контроля включает блокирующий ключ 8, разрешает передачу данных от передатчика 1 на формирователь 7 кодовой информации и в канал 5 связи только при совпадении контрольной информации от каналов задатчиков-передатчиков 1 и 2. При необходимости подачи ответственной информации в виде соответствующей команды диспетчер ее вводит с пульта 9 управления, она поступает в задатчики-передатчики 1 и 2, которые формируют данные через блок 3 контроля на формирователь 7 кодовой информации о запрошенной команде в первом представлении.
Диспетчер, убедившись, что данные в первом представлении соответствуют введенной в неавтоматизированном режиме команде, нажимает первую кнопку подтверждения на пульте 9 управления, после чего задатчики-передатчики 1 и 2 через блок 3 контроля посылают данные о запрошенной команде на формирователь 7 кодовой информации во втором представлении.
Диспетчер, убедившись по картинке на мониторе 11 в том, что данные во втором представлении соответствуют введенной команде, нажимает вторую кнопку подтверждения на пульте 9 управления, после чего автоматически включается реализация команды, то есть ее выдача на объекты 10 управления.
Передача команд осуществляется поочередно во времени по одноканальной линии связи, причем необходимая достоверность достигается путем двукратной передачи одной и той же команды (предварительной и исполнительной команд) с подтверждением принятия (квитированием) предварительной команды на соответствующем линейном устройстве 4 и применением кодирования передаваемой информации с применением псевдослучайной последовательности. Задатчики-передатчики 1 и 2 формируют исполнительную команду только в случае прихода от соответствующего линейного устройства 4 квитанции, соответствующей посланной предварительной команде с непревышением максимального интервала времени от подачи предварительной команды до получения квитанции.
Линейное устройство 4 формирует управляющее воздействие на объект 10 управления только в случае прихода исполнительной команды, соответствующей принятой предварительной команде с непревышением максимального интервала времени от приема предварительной команды до приема исполнительной команды. После приема управляющего воздействия на объекте 10 управления осуществляется заданная операция, на основании которой на нем вырабатывается квитанция, характеризующая выполнение объектом 10 управления переданного управляющего воздействия. Такие процедуры известны [3], например, в автономных системах параметры рассогласования формируются от датчиков объекта управления без контакта с пультом управления.
В линейном устройстве 4 квитанция преобразуется к виду, соответствующему выполненной объектом 10 управления процедуре, и в виде кодограммы по второму каналу 6 связи передается на соответствующий вход блока 3 контроля. Если принятое сообщение соответствует переданному на данный объект 10 управления, то процедура управления на этом заканчивается. В противном случае с блока 3 контроля на пульт 9 управления передается соответствующее сообщение, которое автоматически формирует повторные предварительную и исполнительную команды. Все процедуры в системе, в том числе и временные характеристики, постоянно контролируются диспетчером по картинке на экране монитора 11 в удобном для визуального съема информации виде. При неправильно выполненных управляющих воздействиях или при превышении максимального интервала времени между принимаемыми исполнительными командами внимание диспетчера может быть привлечено звуковыми сигналами.
Узлы заявляемой системы могут быть реализованы следующим образом: узлы 1-10 - общие с прототипом, узел 11 совместно с узлом 9 - на ПЭВМ, например, типа ноутбук, а узлы 1, 2, 3, 7, 8 - выполнены программно. Каналы связи (системы передачи данных) могут быть выполнены на проводных, волоконно-оптических и радиолиниях связи. Причем на выходе первого канала 5 связи выполняются функции распределения принимаемой информации, например, с помощью кодового разделения сообщений, а на выходе первого канала 5 связи - на передающей стороне осуществляются операции объединения информации, например, с помощью временного разделения сообщений, на приемной стороне - обратная операция: разделение сообщений по временному признаку.
Других известных технических решений, в которых существенные признаки совпадают с существенными признаками предлагаемого изобретения, заявителем не обнаружено, что подтверждает его соответствие критерию "новизна". Предложенная система является промышленно применимой и соответствует критерию "изобретательский уровень", т.к. она явным образом не следует из уровня техники. Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности изобретения.
Использование предложенного устройства позволит повысить надежность и достоверность доведения команд до объектов управления за счет:
- подтверждения выполнения объектами управления переданного управляющего воздействия и формирования повторного сообщения при не выполнении с первой попытки объектами управления переданного управляющего воздействия или превышения заданного времени доставки;
- визуализации на экране монитора всех процессов, происходящих в системе, по которым диспетчер мог бы контролировать текущую ситуацию и принимать соответствующее решение;
- обеспечения постоянного автоматического и неавтоматизированного контроля переданного управляющего воздействия и квитанций о его выполнении объектами управления.
Предложенная система может быть применена на железнодорожном транспорте, метрополитене, атомных электростанциях и других предприятиях особой опасности.
Литература
1. Патент РФ №2089429, кл. B61L 25/02, опубл. 1997.
2. Патент РФ №2089429, кл. B61L 25/02, Н04В 7/26, опубл. 2004 (прототип).
3. Авиационные системы радиоуправления. Т. 1. Принципы построения систем радиоуправления. Основы синтеза и анализа. / Под ред. А.И. Канащенкова и В.И. Меркулова. - М.: Радиотехника, 2003. - 192 с. (лист 8 рис. В1, лист 15).
Система передачи информации к объектам управления, содержащая два многоканальных задатчиков-передатчиков, подключенных выходами с контрольной информацией к первому и второму входам блока контроля, блокирующего ключа, включенного между выходом данных первого задатчика-передатчика и входом первого канала связи и соединенного по разрешающему входу с первым выходом блока контроля, вход формирователя кодовой информации подключен к выходу блокирующего ключа, а выход - к первым входам задатчиков-передатчиков, вторые входы которых соединены с пультом управления, входы линейных устройств подключены к соответствующим выходам первого канала связи, первые выходы - к объектам управления, а вторые выходы - к соответствующим входам второго канала связи, выход второго канала связи соединен с первыми входами задатчиков-передатчиков, которые выполнены с возможностью формирования предварительных команд и, после подтверждения принятия их линейными устройствами, исполнительных команд, линейные устройства, число которых соответствует числу объектов управления, выполнены с возможностью формирования управляющих воздействий на объекты управления при соответствии принимаемых предварительных и исполнительных команд между собою и непревышении максимального интервала времени от приема предварительной команды до приема исполнительной команды, отличающаяся тем, что в нее введен монитор, вход которого подключен к второму выходу формирователя кодовой информации, при этом объекты управления выполнены с возможностью формирования квитанций при выполнении соответствующих управляющих воздействий, а линейные устройства - с возможностью преобразования указанных квитанций в сообщения, аналогичные передаваемым по первому каналу связи, кроме того, выход каждого объекта управления подключен к второму входу линейного устройства, а выходы второго канала связи по числу объектов управления - к соответствующим входам блока контроля, второй выход которого соединен с входом пульта управления.
