Способ управления вычислительным модулем системы автоматики

Изобретение относится к способу управления вычислительным модулем системы автоматики. Технический результат заключается в оптимизации работы функций автоматики. Способ содержит: (I) получение дополнительным вычислительным модулем (4) списка функций автоматики, которые необходимо выполнить вычислительному модулю (3); (II) определение посредством дополнительного вычислительного модуля (4) для каждой функции автоматики величины выдержки времени, которая используется в алгоритме выполнения функции автоматики; (III) ранжирование функций автоматики посредством дополнительного вычислительного модуля (4) по критерию возрастания выдержки времени; (IV) установку посредством дополнительного вычислительного модуля (4) таймеров запуска и выполнение посредством вычислительного модуля (3) функций автоматики в следующем порядке: функции автоматики, действующие на отключение оборудования и передающие команды управления без выдержки времени, функции автоматики, относящиеся к резервированию отказа управления оборудованием, и функции автоматики, имеющие выдержку времени перед применением управляющего воздействия, в порядке увеличения выдержки времени. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

[01] Область техники

[02] Изобретение относится к способам управления работой вычислительных устройств, используемых в автоматизированных системах промышленного предприятия.

[03] Уровень техники

[04] В применяемых в настоящее время решениях по управлению вычислительными устройствами предусмотрены такие действия, как распараллеливание вычислений, когда функции расчета распределяют между несколькими узлами по определенным критериям, ввод и подготовка исходных данных для расчета, расчет, сбор результатов расчета, а также взаимодействие с системами мониторинга, управления и внешнего управления. Такое управление связано с необходимостью использования сравнительно больших вычислительных мощностей микропроцессорных устройств релейной защиты, что повышает нагрузку и снижает быстродействие решения задач.

[05] В патенте США US 5771374, 23.06.1998 (наиболее близкий аналог) описан способ реализации работы системы диспетчерского управления и сбора данных с использованием контроллера управления. Указанный контроллер определяет состав функций, которые необходимо выполнять в соответствии с заданными настройками и реализует запуск функций с учетом заданных величин времени выдержки. При этом контроллер имеет ряд входов событий, подключенных к буферу прерывания, и циклический буфер, содержащий последовательные места хранения прерываний. При поступлении сигнала события на входе контроллера и генерации прерываний их сохраняют в циклическом буфере и осуществляют вставку индикатора буфера в новом месте, определяемом событием. При этом определяют время выдержки и выбирают местоположение в смещении буфера, соответствующего заранее определенному возрастающему временному окну в соответствии со временем выдержки. Указанный способ реализует циклическое выполнение функции автоматики и не может быть использован для реализации работы систем, в которых состав функций меняется в ходе эксплуатации. При этом аналог не решает проблему повышенной вычислительной нагрузки на микропроцессорное устройство (вычислительный модуль) контроллера.

[06] Раскрытие сущности изобретения

[07] Техническими проблемами, на решение которых направлено заявленное изобретение, является высокая нагрузка на вычислительный модуль, низкая эффективность использования ресурсов, а также недостаточное быстродействие работы.

[08] Техническим результатом заявленного способа является снижение нагрузки на вычислительный модуль системы автоматики с изменяемым составом функций, повышение эффективности использования вычислительный ресурсов и быстродействия выполнения операций.

[09] Указанный технический результат достигается в заявленном изобретении за счет того, что способ управления вычислительным модулем системы автоматики, включающий следующие этапы:

[010] (I) получение дополнительным вычислительным модулем списка функций автоматики, которые необходимо выполнить вычислительному модулю;

[011] (II) определение посредством дополнительного вычислительного модуля для каждой функции автоматики величины выдержки времени, которая используются в алгоритме выполнения функции автоматики;

[012] (III) ранжирование функций автоматики посредством дополнительного вычислительного модуля по критерию возрастания выдержки времени;

[013] (IV) установку посредством дополнительного вычислительного модуля таймеров запуска и выполнение посредством вычислительного модуля функций автоматики в следующем порядке: - функции автоматики, действующие на отключение оборудования и передающие команды управления без выдержки времени; - функции автоматики, относящиеся к резервированию отказа управления оборудованием; - функции автоматики, имеющие выдержку времени перед применением управляющего воздействия, в порядке увеличения выдержки времени.

[014] В частном случае реализации изобретения на этапе (IV) при установке таймеров запуска в случае, если функция автоматики помимо сигналов управления имеет промежуточные сигналы блокировки и/или торможения, и/или ускорения других функций автоматики, порядок ее выполнения определяют исходя из времени подачи первого из сигналов. Такие сигналы сохраняются в буфере событий с меткой времени равной метке времени принятого из буфера сигнала измерений. Кроме того, в частном случае реализации изобретения этап (I) получения списка функций автоматики реализуют непрерывно.

[015] Краткое описание чертежей

[016] Изобретение поясняется фигурами, где

[017] На фиг. 1 показана принципиальная схема системы для реализации заявленного способа,

[018] На фиг. 2 показана временная диаграмма процесса запуска функций до срабатывания пускового органа,

[019] На фиг. 3 показана временная диаграмма процесса запуска функций при срабатывании пускового органа,

[020] На фиг. 4 показана временная диаграмма процесса запуска функций после выдержки времени.

[021] Элементы на фигуре обозначены следующими позициями:

1 - устройство, управляющее составом выполняемых функций;

2 - контроллер управления;

3 - вычислительный модуль;

4 - дополнительный вычислительный модуль;

5 - коммуникационный модуль;

6 - устройства связи с объектами управления.

[022] Осуществление изобретения

[023] Заявленный способ может быть реализован с помощью системы управления, показанной на фигуре 1. Система включает устройство, управляющее составом выполняемых функций автоматики (1), контроллер управления (2) и устройства связи с объектами управления (6). В состав контроллера управления (2) входит основной вычислительный модуль (3) (далее по тексту - вычислительный модуль), дополнительный вычислительный модуль (4), связанный с устройством (1) и модулем (3), а также коммуникационный модуль (5), связанный с модулем (3) и устройствами (6).

[024] Устройство (1) может представлять собой вычислительное устройство (может быть представлено вычислительным модулем в составе другого устройства), осуществляющее взаимодействие по локальной вычислительной сети с другими устройствами типа (1), (2) и (6) для определения состава выполняемых в каждом устройстве (2) функций автоматики или защиты и предназначено для формирования списка выполняемых функций автоматики. Вычислительный модуль (3) представляет собой микропроцессорное устройство, которое выполняет запуск функций автоматики. Дополнительный вычислительный модуль (4) также является микропроцессорным устройством, обеспечивающим обработку данных функций и задание приоритета их выполнения с целью снижения нагрузки на вычислительным модуль (3). Коммуникационный модуль (4) предназначен для передачи управляющих сигналов с контроллера (2) к объектам управления. Устройства связи (6) обеспечивают сопряжение системы непосредственно с каждым из управляемых объектов (оборудованием).

[025] Заявленный способ включает следующие этапы:

[026] I). Устройство (1) определяет состав функций автоматики, которые необходимо выполнять в соответствии с алгоритмом распределения функций автоматики по доступным устройствам автоматики (описание алгоритма выходит за рамки патента), и передает данные в дополнительный вычислительный модуль (4).

[027] II). Дополнительный вычислительный модуль (4) для каждой функции автоматики определяет величины выдержки времени, которые используются в алгоритме выполнения функции автоматики.

[028] III). Дополнительный вычислительный модуль (4) ранжирует функции автоматики по критерию возрастания выдержки времени.

[029] IV). Посредством дополнительного вычислительного модуля (4) осуществляется настройка таймеров запуска функций автоматики в следующем порядке:

[030] - сначала отбираются функции автоматики, действующие на отключение оборудования и передающие команды управления без выдержки (например первая ступень дистанционной защиты (ДЗ), 1-я ступень максимальной токовой защиты (МТЗ); токовая отсечка и т.д.).

[031] - далее реализуются функции автоматики, относящиеся к резервированию отказа управления оборудованием (устройство резервирования отказа выключателя, УРОВ); и

[032] - затем следуют функции автоматики, имеющие выдержку времени перед применением управляющего воздействия в порядке увеличения выдержки времени (например, вторая и следующие ступени дистанционной защиты, вторая и следующие ступени максимальной токовой защиты, автоматика определения места повреждения (ОМП), автоматическое повторное включение (АПВ) линий и др.).

[033] В случае если функция автоматики помимо сигналов управления оборудования имеет промежуточные сигналы блокировки, торможения или ускорения других функций автоматики, порядок ее выполнения выбирается исходя из времени подачи первого из сигналов.

[034] Полученные сигналы от функций передаются в виде управляющих команд объектам системы через модуль (5) и устройства (6) воздействия для реализации функций автоматики.

[035] При этом процессы получения и обработки данных модулем (4) происходят непрерывно (в динамическом режиме), что позволяет осуществлять управление вычислительным модулем (3) системы автоматики, в которой состав выполняемых функций меняется в процессе эксплуатации.

[036] Пример реализации способа

[037] Изобретение иллюстрировано на примере системы релейной защиты и автоматики воздушных и кабельных линий с односторонним питанием. Устройство (1) передает в дополнительный вычислительный модуль (3) список функций автоматики:

[038] Устройство защиты и автоматики получает команду на выполнение следующего набора функций.

[039] 1) Функции релейной защиты, предназначенные для предотвращения повреждения оборудования вследствие возникновения коротких замыканий в электрической сети:

[040] - Дистанционная защита (ДЗ) (1, 2, 3 ступень),

[041] - Максимальная токовая защита (МТЗ) (1, 2, 3 ступень),

[042] 2) Функции автоматики, предназначенные для обеспечения бесперебойной работы энергосистемы после возникновения аварийных ситуаций:

[043] - устройство резервирования отказа выключателя (УРОВ),

[044] - автоматическое повторное включение (АПВ)

[045] - определение места повреждения - (ОМП).

[046] Дополнительный вычислительный модуль ранжирует функции по следующим критериям:

[047] 1) по пусковому органу, приводящему к запуску функций:

[048] группа 1 - пусковой орган реагирует на измерения токов и напряжений одного присоединения: ДЗ 1-3 ступени, МТЗ 1-3 ступени,

[049] группа 2 - пусковой орган реагирует на изменение дискретного сигнала: АПВ, УРОВ, ОМП;

[050] 2) по времени выдержки функции перед применением управляющего воздействия:

[051] группа 1: ДЗ 1 ступени (0 с), МТЗ 1 ступени (0 с), ДЗ 2 ступени (0,5 с), МТЗ 2 ступени (0, 5 с), ДЗ 3 ступени (1,5 с), МТЗ 3 ступени (2 с),

[052] группа 2: УРОВ (0 с), АПВ (1 с), ОМП (10 с).

[053] В нормальном режиме работы в момент приема измерений модулем (3) осуществляется только проверка срабатывания пусковых органов как показано на временной диаграмме на фиг.2.

[054] После ранжирования запуск функций осуществляется в следующем порядке (см. Фиг. 3) от момента срабатывания пускового органа, сигнализирующего о возможном возникновении аварийного процесса:

[055] 1) на каждый получаемый пакет данных измерений от устройства 6 запускаются функции работающие без выдержки времени (ДЗ 1 ступени, МТЗ 1 ступени, УРОВ) в течение настраиваемого промежутка времени (200 мс) гарантирующего срабатывание быстродействующей защиты, остальные функции при этом не запускаются, но данные измерений для их работы буферизируются;

[056] 2) по прошествии промежутка времени п. 2 выполнение функций защиты без выдержки времени по факту приема пакетов прекращается и начинается выполнение нового набора функций работающих без выдержки времени и с выдержкой времени до 0.5 с по таймеру (5 мс - настраиваемый параметр) без привязки к событию получения пакета с измерениями (см. фиг. 4), при этом в качестве входных данных им сначала передаются измерения, полученные с момента срабатывания пускового органа и буфери-зированные в п. 1, затем текущие измерения буферизированные в период между запусками функций;

[057] 3) за 200 мс (настраиваемый параметр) до наступления времени выдержки следующих защит они запускаются в работу по таймеру (с увеличенным настраиваемым интервалом - более 10 мс) и им передаются сначала буферизированные измерения с момента срабатывания пускового органа, затем текущие измерения, буферизируемые в период между запусками функций. При этом если функции защит выдают блокирующие другие функции (которые в настоящий момент не запускаются) сигналы, то эти сигналы также записываются в буфер с меткой времени, соответствующей исходному сигналу из буфера, для которого такой блокирующий сигнал был сформирован. Выполнение функций защит прекращается после снятия сигнала от пускового органа. Вычислительный модуль (3) получает обработанные данные и передает управляющие команды к соответствующим объектам в заданной последовательности.

[058] Таким образом, заявленный способ реализует спорадический запуск и задание последовательности выполнений функций автоматики, в соответствии с величиной выдержки времени каждой из запускаемых функций автоматики. При этом решена задача оптимизации работы функций автоматики в зависимости от приоритета с целью снижения вычислительной нагрузки на микропроцессорного устройство автоматики (вычислительного модуля).

1. Способ управления вычислительным модулем (3) системы автоматики, включающий следующие этапы:

(I) получение дополнительным вычислительным модулем (4) списка функций автоматики, которые необходимо выполнить вычислительному модулю (3);

(II) определение посредством дополнительного вычислительного модуля (4) для каждой функции автоматики величины выдержки времени, которая используется в алгоритме выполнения функции автоматики;

(III) ранжирование функций автоматики посредством дополнительного вычислительного модуля (4) по критерию возрастания выдержки времени;

(IV) установку посредством дополнительного вычислительного модуля (4) таймеров запуска и выполнение посредством вычислительного модуля (3) функций автоматики в следующем порядке:

- функции автоматики, действующие на отключение оборудования и передающие команды управления без выдержки времени,

- функции автоматики, относящиеся к резервированию отказа управления оборудованием, и

- функции автоматики, имеющие выдержку времени перед применением управляющего воздействия, в порядке увеличения выдержки времени.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что на этапе (IV) при установке таймеров запуска в случае если функция автоматики помимо сигналов управления имеет промежуточные сигналы блокировки и/или торможения, и/или ускорения других функций автоматики, порядок её выполнения определяют исходя из времени подачи первого из сигналов, такие сигналы сохраняются в буфере событий с меткой времени, равной метке времени принятого из буфера сигнала измерений.

3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что этап (I) получения списка функций автоматики реализуют непрерывно.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к системе и способу, относящимся к управлению анимированной головы действующего лица. Система содержит анимированную голову 10 действующего лица, содержащую датчик 50, включающий в себя датчик отслеживания движения 54, выполненный с возможностью контролировать лицевые жесты исполнителя и генерировать входные данные на основе лицевых жестов, один или более процессоров, выполненных с возможностью принимать входные данные от датчика 50, осуществлять выбор анимации из множества вариантов, отображаемых на дисплее 14, на основе входных данных и обеспечивать первый управляющий сигнал на основе выбора анимации.

Изобретение относится к области управления сложными объектами в динамических условиях при ограниченных ресурсах на изменение состояния объекта. Технический результат заключается в уменьшении времени целенаправленного изменения состояния сложного объекта в переменных условиях функционирования при ограниченных ресурсах сложного объекта.

Изобретение относится к промышленной безопасности. В способе дистанционного контроля промышленной безопасности опасного производственного объекта измеряют параметры объекта контроля, формируют базу метаданных, классифицируют нарушения границ типовых зон.

Изобретения относятся к области управления техническими системами (ТС) и могут быть использованы для расширения функциональных возможностей управления ТС различного назначения, например кибербезопасности, охраны, связи, разведки, радиоэлектронной борьбы, радиолокации и др. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа управления.

Изобретения относятся к области управления техническими средствами и могут быть использованы для расширения функциональных возможностей управления ТС различного назначения, например кибербезопасности, охраны, связи. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа управления.

Заявленное изобретение относится к области управления техническими средствами и может быть использовано для расширения функциональных возможностей управления ТС различного назначения, например кибербезопасности, охраны, связи, разведки, радиоэлектронной борьбы, радиолокации и др. При управлении на ПУ второго и первого уровней осуществляют формирование баз данных, анализ и доопределение данных, идентификацию и классификацию объектов воздействия, определение приоритетов и формирование списка объектов воздействия в соответствии с их приоритетами, оценку эффективности осуществления воздействия, формирование списка ТС по эффективности, самостоятельное распределение объектов воздействия между ТС, формирование команд управления и передачу их ТС.

В заявке описана система беспроводного мониторинга эксплуатационных и производственных параметров машины (10) для производства пищевых продуктов, в частности машины для клипсования, имеющей герметизированный корпус (12), защищенный по меньшей мере от влаги. Система включают в себя по меньшей мере одно устройство (14) измерения и управления для управления производственным процессом, выполняемым машиной (10), и измерения эксплуатационных и/или производственных параметров машины (10), при этом упомянутое по меньшей мере одно устройство (14) измерения и управления установлено в герметизированном корпусе (12); средство (18) определения эксплуатационных параметров для определения эксплуатационных параметров машины (10), при этом упомянутое средство (18) определения эксплуатационных параметров установлено в машине (10) и связано по меньшей мере с одним устройством (14) измерения и управления; средство (20) определения производственных параметров для определения производственных параметров машины (10), при этом упомянутое средство (20) определения производственных параметров установлено в машине (10) и связано по меньшей мере с одним устройством (14) измерения и управления; по меньшей мере одно устройство (16) беспроводной связи, которое установлено в герметизированном корпусе (12) и связано по меньшей мере с одним устройством (14) измерения и управления; устройство (22) интерфейса пользователя и отображения, установленное вне герметизированного корпуса (12), при этом упомянутое устройство (22) интерфейса пользователя и отображения связано по меньшей мере с одним устройством (14) измерения и управления; и по меньшей мере одно интеллектуальное устройство (30), содержащее по меньшей мере одно оптическое считывающее устройство (34), при этом упомянутое по меньшей мере одно устройство (16) беспроводной связи сконфигурировано для генерации учетных данных для беспроводной связи и кодирования учетных данных двоичным кодом, который может считываться оптическим считывающим устройством (34) интеллектуального устройства (30) с устройства (22) интерфейса пользователя и отображения.

Устройство формирования программных сигналов управления подключено своими выходами к входам шести следящих систем и содержит восемнадцать сумматоров, восемнадцать блоков умножения, четыре квадратора, блок извлечения квадратного корня, блок деления, блок интегрирования, соединенные определенным образом.

Группа изобретений относится к системам автоматизации. Технический результат - уменьшение времени, требуемого для разработки и развертывания функций автоматизации за счет обеспечения платформы, которая абстрагирует детали реализации базовых системы и оборудования автоматизации.

Изобретение относится к способу идентификации линейного динамического объекта. Для идентификации линейного динамического объекта задают передаточную функцию объекта априорного вида в дробно-рациональной форме, определяют базовую частоту входного испытательного сигнала, в зависимости от базовой частоты определяют испытательные частоты входных испытательных периодических двухполярных сигналов прямоугольной формы, в зависимости от времени формируют входные испытательные сигналы заданных амплитуд и испытательных частот, по отдельности подают их на вход линейного динамического объекта, при воздействии каждого из входных испытательных сигналов достигают установившегося колебательного движения объекта, в зависимости от времени измеряют входной испытательный сигнал и накапливают его отсчеты, в зависимости от времени измеряют выходной сигнал и накапливают его отсчеты, определяют вещественную и мнимую составляющие первой гармоники входного испытательного сигнала, определяют вещественную и мнимую составляющие первой гармоники выходного сигнала, составляют систему уравнений в зависимости от коэффициентов передаточной функции априорного вида, испытательных частот входных испытательных сигналов, вещественных и мнимых составляющих первых гармоник входных испытательных сигналов, вещественных и мнимых составляющих первых гармоник выходных сигналов, решают ее и определяют коэффициенты передаточной функции определенным образом.

Изобретение относится к системе автоматизированного учета, контроля и оплаты услуг на основе технологий блокчейн и криптографии. Технический результат заключается в повышении надежности выполнения транзакций. Система содержит АРМ абонентов, оказывающих услуги, АРМ управляющих компаний, сервер, содержащий личные кабинеты абонентов потребителей услуг, сеть блокчейн, квартирные датчики потребления абонентов потребителей услуг, общедомовые датчики потребления абонентов управляющих компаний, систему автоматизированного учета и контроля за измерительными датчиками потребления, многоканальное радиопередающее устройство, мультиплексор, системы автоматизированного съема измерений с датчиков потребления, шины данных, отдельную шину транзакций по выписыванию счетов, оплаты услуг и выдачи квитанций, при этом автоматизированные рабочие места (АРМ) абонентов потребителей услуг, АРМ абонентов, оказывающих услуги, АРМ управляющих компаний выполнены с возможностью формирования блока данных для сети блокчейн, шифрования этих данных с помощью открытого ключа, создания ЭЦП, подписи данных с помощью ЭЦП, получения соответствующих этому абоненту данных из сети блокчейн, расшифровки полученных данных с помощью закрытого ключа, с возможностью скачивания, обновления и хранения актуальной версии базы цепи блоков сети блокчейн, АРМ абонентов потребителей услуг соединены с квартирными датчиками потребления этих абонентов и выполнены с возможностью формирования блока данных на основании полученных данных датчиков потребления и передачи сформированного блока данных через двунаправленную шину данных в сеть блокчейн, АРМ управляющих компаний соединены с общедомовыми датчиками потребления и выполнены с возможностью формирования блока данных на основании полученных данных датчиков потребления и передачи сформированного блока данных через двунаправленную шину данных в сеть блокчейн, система автоматизированного учета и контроля за измерительными датчиками потребления через радиоканал подключена к многоканальному радиопередающему устройству, связанному с мультиплексором, получающим цифровые данные с систем автоматизированного съема измерений с датчиков потребления, связанных с квартирными датчиками потребления абонентов потребителей услуг и с общедомовыми датчиками потребления абонентов управляющих компаний, при этом система автоматизированного учета и контроля за измерительными датчиками потребления выполнена с возможностью формирования блока данных на основании полученных данных датчиков потребления и передачи сформированного блока данных через шину данных в сеть блокчейн, АРМ абонентов, оказывающих услуги, выполнены с возможностью формирования счета на оплату услуг, шифрования данных счета открытым ключом, подписи этих данных с помощью ЭЦП и передачи данных этой транзакции в сеть блокчейн, получения данных из личных кабинетов абонентов потребителей услуг, АРМ управляющих компаний выполнены с возможностью формирования счета на оплату услуг, шифрования данных счета открытым ключом, подписи этих данных с помощью ЭЦП и передачи данных этой транзакции в сеть блокчейн, получения данных из личных кабинетов абонентов потребителей услуг, АРМ абонентов потребителей услуг выполнены с возможностью получения из сети блокчейн зашифрованных данных счета, относящегося к данному абоненту, расшифровки этих данных закрытым ключом, проведения транзакции оплаты по данным полученного счета через сервер посредством личного кабинета соответствующего абонента, при этом АРМ абонентов потребителей услуг связаны через сеть блокчейн и двунаправленную шину данных с АРМ управляющих компаний, через двунаправленную шину данных, сеть блокчейн и через отдельную шину транзакций по выписыванию счетов, оплаты услуг и выдачи квитанций связаны с АРМ абонентов оказывающих услуги, через двунаправленную шину данных и сеть блокчейн связаны с АРМ абонентов, оказывающих услуги, с сервером и с соответствующими этим абонентам личными кабинетами, АРМ абонентов, оказывающих услуги, через отдельную шину транзакций по выписыванию счета, оплаты услуг и выдачи квитанций и через двунаправленную шину данных связаны с АРМ управляющих компаний, через шину данных связаны с системой автоматизированного учета и контроля за измерительными датчиками потребления, через отдельную шину транзакций по выписыванию счетов, оплаты услуг и выдачи квитанций связаны с сервером и личными кабинетами абонентов потребителей услуг, АРМ управляющих компаний через двунаправленную шину данных связаны с сервером и с личными кабинетами абонентов потребителей услуг, при этом АРМ абонентов потребителей услуг, АРМ абонентов, оказывающих услуги, АРМ управляющих компаний, сервер обеспечивают формирование в сети блокчейн распределенных реестров всех транзакций учета, контроля и оплаты услуг отдельно для абонентов потребителей услуг, абонентов, оказывающих услуги, абонентов управляющих компаний и серверов. 10 ил.
Наверх