Контроллер удаленных объектов с gsm/gprs-интерфейсом

 

Полезная модель относится к области радиоавтоматики и телемеханики и а именно к гальванически развязанным контроллерам удаленных объектов (станций катодной защиты магистральных газопроводов) с помощью комплексов телемеханики и GSM/GPRS-сетей.

Полезной моделью решается задача разработки и внедрения высокоскоростных беспроводных GSM/GPRS-каналов связи - как дублирующих (резервирующих) проводные линиям связи постов комплексов телемеханики станций катодной защиты магистральных газопроводов.

Контроллере удаленных объектов с GSM/GPRS-интерфейсом, содержащий микроконтроллер PIC16F876, у которого к шести линиям портов, настроенным на вход, подключены датчик электрохимического потенциала, датчик поляризационного потенциала, датчик коррозии, выходное напряжение станции катодной защиты, токовый шунт станции катодной защиты, выход блока контроллера тока нагрузки на микроконтроллере PIC16F628, а шесть линий порта микроконтроллера PIC16F876, настроенные на выход, подключены к светодиодам шести оптронов АОТ128А, микроконтроллер PIC16F873, у которого к шести линиям порта, настроенным на вход, подключены фототранзисторы шести оптронов АОТ128А, а линия порта, настроенная на выход, подключена к блоку управления выпрямителя станции катодной защиты, оптоэлектронный переключатель выходом подключенный к блоку управления выпрямителя станции катодной защиты, блок контроллера потребленной станции катодной защиты электроэнергии на микроконтроллере PIC16F874, у которого линия порта, настроенная на вход, подключена к оптрону счетчика электроэнергии станции катодной защиты, а семнадцать линий портов, настроенные на выход, подключены к девятиразрядному семисегментному знаковому индикатору АЛС356А, соответственно, при этом в устройство введены GSM/GPRS-модем MD730-3 фирмы «Siemens» и два микроконтроллера PIC16F877, одна линия порта первого микроконтроллера PIC16F877 и одна линия порта второго микроконтроллера PIC16F877, настроенные на выход, соединены с двумя входами оптоэлектронного переключателя, вторая линия порта первого микроконтроллера PIC16F877 и вторая линия порта второго микроконтроллера PIC16F877, настроенные на выход, соединены с двумя входами контроллера тока нагрузки на микроконтроллере PIC16F628, третья линия порта первого микроконтроллера PIC16F877 и третья линия порта второго микроконтроллера PIC16F877, настроенные на выход, соединены с двумя входами микроконтроллера PIC16F876, оба микроконтроллера PIC16F877 соединены по интерфейсу SPI с микроконтроллером PIC16F873, а по интерфейсу I2 С - с микроконтроллером PIC16F874, первый микроконтроллер PIC16F877 по своему интерфейсу USART соединен с постом комплекса телемеханики, а второй микроконтроллер PIC16F877 по своему интерфейсу USART - с GSM/GPRS-модемом.

Иллюстраций -1.

Приложений - 2.

Полезная модель относится к области радиоавтоматики и телемеханики, а именно к гальванически развязанным контроллерам удаленных объектов с помощью проводных комплексов телемеханики (КТМ) 1) и GSM/GPRS-сетей, где объектами управления являются станции катодной защиты (СКЗ) региональных управлений магистральных газопроводов (РУМГ).

На всех СКЗ устанавливаются посты КТМ СКЗ и GSM/GPRS-модемы, связанные через проводные линии КТМ и GSM/GPRS-сети, соответственно, с центральным диспетчерским постом (ЦДП) РУМГ.

Следует отметить, что современные СКЗ [1] включают в себя основное устройство - выпрямитель СКЗ с блоком управления выпрямителя (БУВ) и дополнительные устройства - три датчика: датчик электрохимического потенциала (ДЭХП); датчик поляризационного потенциала (ДПП); датчик коррозии (ДК).

Вопросам разработки гальванически развязанных контроллеров удаленных объектов - СКЗ РУМГ посвящены ряд научных работ [2-7] и патентов РФ [8-10] авторов предлагаемой полезной модели.

Известен аналог [9] - Патент на полезную модель 89793 РФ. / Агафонов Ю.М., Акиншин О.Н., Анкудинов К.А., Анкудинов А.И. и др. / Контроллер удаленных объектов // Изобретения. Полезные модели. - 2009. - 34. Блок-схема аналога представлена в приложении 1 к описанию данной полезной модели.

Аналог (см. приложение 1) содержит плату контроллера удаленных объектов, на которой монтируется восемь аналоговых и цифровых блоков: блок измерения и нормализации на шести операционных усилителях (ОУ) - К140УД708; блок преобразования сигналов и гальванической развязки на шести аналоговых ИМС КР1108ПП1 и шести диодно-транзисторных оптронах АОТ128А (в приложение 1 оптроны показаны спаренными стрелками); формирователь цифровых сигналов на микроконтроллере (МК) - PIC16F873; блок контроллера тока нагрузки на МК - PIC16F628; оптоэлектронный переключатель; блок подключения ДК в цепь измерения; блок контроллера потребленной СКЗ электроэнергии на МК - PIC16F874; девятиразрядный семисегментный знаковый индикатор АЛС356А.

Кроме того, в приложении 1 на схеме показаны: ДЭХП, ДПП, ДК, БУВ СКЗ и пост КТМ СКЗ, осуществляющий связь по проводам аналога с ЦЦП РУМГ.

Аналог может работать в двух режимах:

1. Режим контроля параметров СКЗ и передачи их значений по линиям связи поста КТМ на ЦДП: аналоговый контроль напряжения выпрямителя СКЗ; аналоговый контроль тока нагрузки выпрямителя СКЗ; аналоговый контроль напряжения ДЭХП; аналоговый контроль напряжения ДПП; аналоговый контроль сопротивления ДК; цифровое измерение и суммирование и сохранение в устройстве (аналоге) значения потребленной СКЗ электроэнергии.

2. Режим управления работой СКЗ по линиям связи поста КТМ с ЦДП является цифровым: цифровое включение в работу и отключение СКЗ; цифровое задание требуемой величины тока нагрузки (защиты) СКЗ; цифровое подключение в цепь контроля ДК и его отключение.

Анализ блок-схемы (см. приложении 1) и принципа ее работы позволил выявить следующие основные недостатки аналога:

- невысокая точность контроллера удаленных объектов (аналога) ввиду того, что информация в нем обрабатывается как в аналоговой, так и в цифровой формах, хотя цифровая часть обеспечивает ошибки до 0,4%, но аналоговая часть устройства - до 5%, т.е. на порядок больше;

- низкая надежность контроллера (аналога), так как в его аналоговой части остаются: шесть ОУ - К140УД708; шесть аналоговых ИМС КР1108ПП1; около 80 радиодеталей общего назначения (транзисторы, конденсаторы, резисторы и др.).

Известен прототип [10] - Патент на полезную модель 100866 РФ / Агафонов Ю.М., Акиншин О.С Анкудинов К.А., Анкудинов А.И. и др. / Контроллер удаленных объектов // Изобретения. Полезные модели. - 2010. - 36. Блок-схема прототипа представлена в приложении 2 к описанию данной полезной модели.

Прототип (см. приложение 2) содержит плату контроллера удаленных объектов, на которой монтируется шесть цифровых блоков: блок цифрового измерения, нормализации, преобразования и гальванической развязки на МК - PIC16F876 и шести оптронах АОТ128А (в приложение 2 оптроны показаны спаренными стрелками); формирователь цифровых сигналов на МК - PIC16F873; блок контроллера тока нагрузки на МК - PIC16F628; оптоэлектронный переключатель; блок контроллера потребленной СКЗ электроэнергии на МК - PIC16F874; девятиразрядный семисегментный знаковый индикатор АЛС356А.

Кроме того, в приложении 2 на схеме показаны: ДЭХП, ДПП, ДК, БУВ СКЗ и пост КТМ СКЗ, осуществляющий связь по проводам прототипа с ЦДП РУМГ.

Прототип как и аналог имеет два режима работы, но в отличие от аналога оба режима являются цифровыми:

- цифровой режим контроля параметров СКЗ и цифровая передача их значений (данных) по линиям связи поста КТМ СКЗ на ЦДЛ РУМГ;

- цифровой режим управления работой СКЗ по линиям связи поста КТМ СКЗ с ЦДП РУМГ.

Следовательно, в прототипе устранены оба недостатка аналога, но анализ блок-схемы прототипа (см. приложении 2) и принципа его работы позволил выявить следующие основные недостатки прототипа, связанные с наличием проводных линий связи между постами КТМ всех СКЗ, входящих в РУМГ, и ЦДП РУМГ:

Ограниченная надежность и помехозащищенность линий связи КТМ, так как геофизические, промышленные и атмосферные наводки в линиях связи КТМ, протяженность которых может достигать десятков и сотен километров, а проходить они могут, как по воздуху, так и в различных грунтах, приводят к существенным ограничениям надежности и помехозащищенности линий связи КТМ.

Ввиду того, что магистральные газопроводы являются объектами стратегического назначения, поэтому «Мострансгаз», Тульское и Елецкое РУМГ и др. в ближайшее время не предполагают уходить от традиционной проводной телеметрии, но проявляют заинтересованность в разработке, проведении натурных экспериментов и внедрении высокоскоростных беспроводных GSM/GPRS-каналов связи - как дублирующих (резервирующих) каналов связи.

Полезной моделью решается задача разработки и внедрения высокоскоростных беспроводных GSM/GPRS-каналов связи - как дублирующих (резервирующих) проводные линиям связи постов КТМ СКЗ с ЦДП РУМГ.

Поставленная задача достигается тем, что в контроллер удаленных объектов (станций катодной защиты) с GSM/GPRS-интерфейсом, содержащий микроконтроллер PIC16F876, у которого к шести линиям портов, настроенным на вход, подключены датчик электрохимического потенциала, датчик поляризационного потенциала, датчик коррозии, выходное напряжение станции катодной защиты, токовый шунт станции катодной защиты, выход блока контроллера тока нагрузки на микроконтроллере PIC16F628, а шесть линий порта микроконтроллера PIC16F876, настроенные на выход, подключены к светодиодам шести оптронов АОТ128А, микроконтроллер PIC16F873, у которого к шести линиям порта, настроенным на вход, подключены фототранзисторы шести оптронов АОТ128А, а линия порта, настроенная на выход, подключена к блоку управления выпрямителя станции катодной защиты, оптоэлектронный переключатель выходом подключенный к блоку управления выпрямителя станции катодной защиты, блок контроллера потребленной станции катодной защиты электроэнергии на микроконтроллере PIC16F874, у которого линия порта, настроенная на вход, подключена к оптрону счетчика электроэнергии станции катодной защиты, а семнадцать линий портов, настроенные на выход, подключены к девятиразрядному семисегментному знаковому индикатору АЛС356А, соответственно, введены GSM/GPRS-модем MD730-3 фирмы «Siemens» и два микроконтроллера PIC16F877, одна линия порта первого микроконтроллера PIC16F877 и одна линия порта второго микроконтроллера PIC16F877, настроенные на выход, соединены с двумя входами оптоэлектронного переключателя, вторая линия порта первого микроконтроллера PIC16F877 и вторая линия порта второго микроконтроллера PIC16F877, настроенные на выход, соединены с двумя входами контроллера тока нагрузки на микроконтроллере PIC16F628, третья линия порта первого микроконтроллера PIC16F877 и третья линия порта второго микроконтроллера PIC16F877, настроенные на выход, соединены с двумя входами микроконтроллера PIC16F876, оба микроконтроллера PIC16F877 соединены по интерфейсу SPI с микроконтроллером PIC16F873, а по интерфейсу I2С - с микроконтроллером PIC16F874, первый микроконтроллер PIC16F877 по своему интерфейсу US ART соединен с постом комплекса телемеханики, а второй микроконтроллер PIC16F877 по своему интерфейсу USART - с GSM/GPRS-модемом.

Включение в «Контроллер удаленных объектов с GSM/GPRS-интерфейсом» GSM/GPRS-модема MD730-3 фирмы «Siemens» и двух микроконтроллеров PIC16F877 при сохранении всех достоинств прототипа дополнительно обеспечило:

во-первых - наряду с основным традиционным каналом проводной телеметрии в РУМГ использование высокоскоростного беспроводного GSM/GPRS-канала связи - как дублирующего (резервного);

во-вторых - использование резервного высокоскоростного

беспроводного GSM/GPRS-канала связи существенно повысило надежность и помехозащищенность передачи цифровой измерительной и управляющей информации всей системы управления РУМГ в целом. По мнению авторов ускоренное развитие GSM-сетей в России приведет к тому, что в будущем GSM/GPRS-канал связи превратится из резервного в основной, а затем и в единственный.

Предлагаемый «Контроллер удаленных объектов с GSM/GPRS-интерфейсом» обладает совокупностью существенных признаков не известных из уровня развития систем контроля и управления СКЗ РУМГ, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемой полезной модели критерию - «новизна».

На фиг. изображена блок-схема контроллера удаленных объектов с GSM/GPRS-интерфейсом (полезной модели). Кроме того, на фиг. показаны: ДЭХП, ДПП, ДК, БУВ СКЗ и пост КТМ СКЗ, осуществляющий связь по проводам прототипа с ЦДЛ РУМГ.

Контроллер удаленных объектов с gsm/gprs-интерфейсом включает в себя (см. фиг.) плату 1 контроллера удаленных объектов с GSM/GPRS-интерфейсом, на которой размещены: блок цифрового измерения, нормализации, преобразования и гальванической развязки на МК 2 - PIC16F876, шесть выходов которого через шесть диодно-транзисторных оптронов АОТ128А (на фиг. оптроны показаны спаренными стрелками) связаны с шестью линиями портов, настроенных на вход, формирователя цифровых сигналов на МК 3 - PIC16F873; блок контроллера тока нагрузки СКЗ на МК 4 - PIC16F628, выход которого соединен с шестым сверху левым по схеме входом МК 2; оптоэлектронный переключатель 5; блок контроллера потребленной СКЗ электроэнергии на МК 6 - PIC16F874, семнадцать линий портов которого, настроенные на выход, подключены к девятиразрядному семисегментному знаковому индикатору 7 - АЛС356А; МК 6 по интерфейсу I2С соединен с блоком данных на МК 8 - PIC16F877 и блоком данных на МК 9 - PIC16F877; МК 3 по интерфейсу SPI соединен с МК 8 и МК 9; МК 8 по интерфейсу US ART соединен с постом КТМ СКЗ 11, а МК 9 по своему интерфейсу US ART соединен с GSM/GPRS-модемом 10 - MD730-3; верхняя по схеме линия порта МК 8 и нижняя по схеме линия порта МК 9, настроенные на выход, подключены к двум входам оптоэлектронного переключателя 5; вторая сверху по схеме линия порта МК 8 и вторая снизу линия порта МК 9, настроенные на выход, подключены к двум входам блока контроллера тока нагрузки на МК 4; третья сверху по схеме линия порта МК 8 и третья снизу линия порта МК 9, настроенные на выход, подключены к двум нижним по схеме входам МК 2; выходы ДЭХП 12, ДПП 13 и ДК 14 подключен к трем верхним левым входам МК 2, соответственно; два верхних по схеме вывода БУВ СКЗ 15 - напряжение выпрямителя и напряжение шунта тока нагрузки (защиты) СКЗ подключены к четвертому и пятому левым входам МК 2, соответственно; нижний по схеме выход БУВ СКЗ 15 - оптрон счетчика электроэнергии соединен с настроенной на вход линией порта МК 6; нижний правый выход МК 3 и выход оптоэлектронного переключателя 5 подключены к верхнему и нижнему по схеме входу БУВ СКЗ 15, соответственно.

Необходимо отметить, что представленное описании блок-схемы (см. фиг.), кроме собственно контроллера удаленных объектов с GSM/GPRS-интерфейсом, состоящего из блоков 1-10, которые описаны в первую очередь, включает вспомогательные блоки: 11 - пост КТМ СКЗ, 12 - ДЭХП, 13 - ДПП, 14 - ДК и 15 - БУВ СКЗ. Без включения в рассмотрение вспомогательных блоков 11-15 описание блок-схемы контроллера удаленных объектов с GSM/GPRS-интерфейсом сделать полным невозможно.

Контроллер удаленных объектов с GSM/GPRS-интерфейсом (полезная модель) способен работать тоже в двух режимах: режиме цифрового контроля параметров СКЗ и режиме цифрового управления СКЗ.

Режим цифрового контроля параметров СКЗ

Контроллер удаленных объектов с GSM/GPRS-интерфейсом (см. фиг.) в режиме цифрового контроля параметров СКЗ имеет шесть цифровых информационных каналов, которые работают даже при отсутствии управляющих сигналов от GSM/GPRS-модема 10 или поста КТМ СКЗ 11:

1) цифрового контроля напряжения ДЭХП 12;

2) цифрового контроля напряжения ДПП 13;

3) цифрового контроля сопротивления ДК 14 (падения напряжения на нем);

4) цифрового контроля напряжения выпрямителя СКЗ 15;

5) цифрового контроля тока нагрузки - падения напряжения на токовом шунте выпрямителя СКЗ 15;

6) цифрового измерения и суммирования потребленной СКЗ 15 электроэнергии.

Принцип работы первых пяти каналов цифрового контроля существенных отличий не имеет, поэтому достаточно рассмотреть лишь первый канал - канал цифрового контроля напряжения ДЭХП 12: напряжение ДЭХП 12 интервала от 0 до - 5 В поступает на верхний по схеме вход МК 2, где по заданному алгоритму преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов с частотой интервала 0-256 Гц, которые подаются на светодиод верхнего по схеме оптрона АОТ128А; фототранзистор оптрона АОТ128А подключен к настроенной на вход верхней по схеме линии порта МК 3 (на фиг. оптроны показаны спаренными стрелками), который по заданному алгоритму записывает количество импульсов, пропорциональное напряжению ДЭХП 12 в свою SRAM-память в двоичном коде, данная информация из МК 3 по интерфейсу SPI переписывается, во-первых - в SRAM- и EEPROM-память данных МК 9 (блока данных для GSM/GPRS-модема), во-вторых - в SRAM- и EEPROM-память данных МК 8 (блока данных для пункта КТМ СКЗ). Работа следующих четырех каналов цифрового контроля 2) -5) аналогична рассмотренному.

Так как ДК 14 не может постоянно находиться в режиме контроля, то п.3) - измерение сопротивления ДК 14 имеет особенность, которая будет описана ниже - в режиме управления СКЗ (см. п.2.).

Шестой канал цифрового контроля 6) - цифрового измерения и суммирования потребленной выпрямителем СКЗ 15 электроэнергии (см. фиг): с оптрона счетчика электроэнергии БУВ СКЗ 15 (нижний по схеме выход) поступает импульсный сигнал - 500 имп./кВт в настроенную на вход линию порта МК 6, который суммирует потребленную СКЗ электроэнергию в свою SRAM-память данных, данная информация из МК 6 по интерфейсу I2С переписывается, во-первых - в SRAM- и EEPROM-память данных МК 9 (блока данных для GSM/GPRS-модема), во-вторых - в SRAM- и EEPROM-память данных МК 8 (блока данных для пункта КТМ СКЗ).

Таким образом, в блоках данных на МК 9 и на МК 8 для GSM/GPRS-модема 10 и для пункта КТМ СКЗ 11, соответственно, всегда содержится в EEPROM-памяти блоков данных МК 9 и МК 8 и периодически обновляется информация о шести контролируемых параметрах СКЗ 1)-6).

Поэтому у оператора ЦДП всегда есть возможность получить оперативную объективную информацию по любому из шести контролируемых параметров из EEPROM-памяти блоков данных МК 8 или МК9: оператор по запросу с ЦДП через пост КТМ СКЗ 11 или через GSM/GPRS-модем 10, далее, соответственно через интерфейс USART МК 8 или интерфейс USART МК 9, из EEPROM-памяти блоков данных на МК 8 и на МК 9 получает необходимую информацию о шести контролируемых параметрах.

Отметим, что запись полученных при измерении шести параметров данных в EEPROM-память блоков данных МК 8 и МК 9 необходима для сохранения данных в случае аварийного снятия питания и последующего его восстановления на СКЗ.

Режим цифрового управления СКЗ

Контроллер удаленных объектов с GSM/GPRS-интерфейсом (см. фиг.) в режиме цифрового управления СКЗ работает следующим образом:

1. Включение и выключение СКЗ.

1.1. При управлении по GSM/GPRS-каналу: оператор ЦДП, минуя КТМ, через GSM/GPRS-канал связи передает управляющую информацию на GSM/GPRS-модем 10, далее через интерфейс USART на МК 9, нижний левый выход которого управляет оптоэлектронным переключателем 5, который включает в работу и выключает БУВ СКЗ 15.

1.2. При традиционном управлении по КТМ: оператор ЦДП передает управляющую информацию через пост КТМ СКЗ 11, далее через интерфейс USART на МК 8, верхний левый выход которого управляет оптоэлектронным переключателем 5, который включает в работу и выключает БУВ СКЗ 15.

2. Кратковременное подключение датчика коррозии в режим измерения.

2.1. При кратковременном подключение ДК 14 в режим измерения коррозии по GSM/GPRS-каналу: оператор ЦДП, минуя КТМ, через GSM/GPRS-канал связи передает управляющую информацию на GSM/GPRS- модем 10, далее через интерфейс US ART на МК 9, третий снизу левый выход которого подключен к правому нижнему входу МК 2, который на 1 сек. подключает ДК 14 под измерение (дальнейшие процессы уже были описан в режиме контроля параметров СКЗ).

2.2. При традиционном управлении по КТМ кратковременное подключение ДК 14 в режим измерения: оператор ЦДП передает управляющую информацию через пост КТМ СКЗ 11, далее через интерфейс USART на МК 8, третий сверху левый выход которого подключен к левому нижнему входу МК 2, который на 1 сек. подключает ДК 14 под измерение (дальнейшие процессы уже были описан в режиме контроля параметров СКЗ).

3. Задание тока нагрузки (защиты) СКЗ.

Задание требуемой величины тока нагрузки (защиты) СКЗ 15, его регулирование и восстановление заданного значения тока при снятии электропитания и последующем его восстановлении осуществляется блоком контроллера тока нагрузки на МК 4 с EEPROM-памятью.

3.1. При управлении по GSM/GPRS-каналу: оператор ЦДП, минуя КТМ, через GSM/GPRS-канал связи передает управляющую информацию на GSM/GPRS-модем 10, далее через интерфейс US ART МК 9, второй снизу левый выход которого управляет блоком контроллера тока нагрузки на МК 4, вырабатывающим сигналы управления на увеличение или уменьшение тока нагрузки, которые проходя через гальваническую развязку МК 2 - АОТ128А - МК 3 поступают на верхний по схеме вход БУВ СКЗ 15 и ток нагрузки изменяется и устанавливается требуемое значение тока, которое записывается в EEPROM-память МК 4.

3.2. При традиционном управлении по КТМ: оператор ЦДП передает управляющую информацию через пост КТМ СКЗ 11, далее через интерфейс USART на МК 8, второй сверху левый выход которого управляет блоком контроллера тока нагрузки на МК 4, вырабатывающим сигналы управления на увеличение или уменьшение тока нагрузки, которые проходя через гальваническую развязку МК 2 - АОТ128А - МК 3 поступают на верхний по схеме вход БУВ СКЗ 15 и ток нагрузки изменяется и устанавливается требуемое значение тока, которое записывается в EEPROM-память МК 4.

3.3.3. При аварийном снятии питания на СКЗ в EEPROM-памяти МК 4 остается записанным последнее значение установленного тока нагрузки (защиты), поэтому после восстановления питания значение установленного тока нагрузки автоматически восстанавливается. Та же картина происходит и с базами данных на МК 8 и на МК 9, так как все измеренные параметры записаны и хранятся в их EEPROM-памяти МК 8 и EEPROM-памяти МК 9.

Применение в «Контроллере удаленных объектов с GSM/GPRS-интерфейсом»: GSM/GPRS-модема 10 модели MD730-3 фирмы «Siemens» и двух микроконтроллеров фирмы Micro CHIP [11] серии PIC16F877 8 и 9, каждый из которых имеет: три последовательных интерфейса USART, SPI и I2С; EEPROM -память данных в 256 байт; SRAM-память данных в 368 байт; тринадцать прерываний и FLASH-память программ в 8 Кбайт, обеспечило устранение недостатков прототипа и расширение функциональных возможностей предложенной полезной модели:

1. Наряду с основным традиционным каналом проводной телеметрии в РУМГ обеспечено использование GSM/GPRS-канала связи - как дублирующего (резервного), что существенно повышает надежность и помехозащищенность канала связи СК3-ЦДП РУМГ.

2. Использование высокоскоростного беспроводного GSM/GPRS-канала связи существенно повышающего надежность и помехозащищенность передачи цифровой измерительной и управляющей информации всей системы управления РУМГ в целом. По мнению авторов ускоренное развитие GSM-сетей в России приведет к тому, что в будущем GSM/GPRS-каналы связи превратятся из резервных в основные, а затем и в единственные.

3. В лаборатории информационных технологий Тульского института экономики и информатики разработана конструкторская документация на полезную модель и изготовлены опытные образцы, которые прошли успешные испытания в лаборатории и в Тульском РУМГ.

4. Заявленная конструкция может быть неоднократно воспроизведена на современном оборудовании и применена по назначению, что подтверждает соответствие полезной модели критерию «промышленной применимости». Большая часть полезной модели, относящаяся к использованию GSM/GPRS-канала связи, практически без больших изменений может быть использована в городских ЖКХ (электроснабжение, горячее о холодное водоснабжение, теплоснабжение и др.), которые не является объектами стратегического направления (в отличии от РУМГ, где обязательно наличие традиционных проводных КТМ).

Источники информации

1. Выпрямитель станции катодной защиты В-ОПЕ-ТМ-1. Серия Б1. Техническое описание. Ставрополь: Изд-во ОАО «Сигнал». - 2000. - 197 с.

2. Агафонов Ю.М., Анкудинов А.И., Анкудинов К.А. и др. Методика построения микроконтроллерных устройств управления СКЗ МГ // Газовая промышленность. - 2007. - 4. - С.48 - 51.

3. Агафонов Ю.М., Акиншин Р.Н. Анкудинов К.А., Анкудинов А.И. Система контроля управления и согласования СКЗ с комплексами телемеханики // Газовая промышленность. - 2007. - 7. - С.58-61.

4. Акиншин Р.Н., Агафонов Ю.М., Анкудинов К.А., Анкудинов А.И. Вероятностная оценка работоспособности EEPROM-памяти микроконтроллеров при синтезе цифровых конечных автоматов // Изв. вузов. Приборостроение. - 2007. - Т. 50, 8. - С.23 - 27.

5. Агафонов Ю.М., Акиншин Р.Н., Анкудинов К.А., Анкудинов А.И. Применение микроконтроллеров для синтеза цифровых конечных автоматов // Изв. вузов. Электроника. - 2007. - 5. - С.40 - 44.

6. Агафонов Ю.М., Акиншин Р.Н., Анкудинов К.А., Анкудинов А.И. Расчет преобразователя «напряжение-напряжение» на операционных усилителях в измерительных комплексах телемеханики //.Датчики и системы. - 2007.-9.-С.14-16.

7. Анкудинов К.А. Повышение надежности работы контроллера тока нагрузки за счет экономии ресурса памяти данных EEPROM микроконтроллера // XXV научная сессия РНТОРС им. А.С.Попова, посвященная дню Радио. Сборник научных статей. - Тула: Тульский полиграфист.- 2007. - С.34 - 36.

8. Патент 72593 РФ / Агафонов Ю.М., Акиншин Р.Н., Анкудинов К.А., Акиншин Н.С., Анкудинов А.И. / Гальванически развязанная система контроля и управления удаленными объектами // Изобретения. Полезные модели.-2008.-11.

9. Патент 89793 РФ / Агафонов Ю.М., Акиншин О.Н., Анкудинов К.А., Анкудинов А.И. и др. / Контроллер удаленных объектов // Изобретения. Полезные модели. - 2009. - 34.

10. Патент 100866 РФ / Агафонов Ю.М., Акиншин О.Н., Анкудинов К.А., Анкудинов А.И. и др. / Контроллер удаленных объектов // Изобретения. Полезные модели. - 2010. - 36.

11. Однокристальные 8-разрядные FLASH CMOS микроконтроллеры компании Microchip Technology Incorporated.-М.: ООО «Микро-Чип», 2002.-184 с.

Список приятых сокращений

КТМ - комплекс телемеханики;

СК3 - станция катодной защиты;

БУВ - блоком управления выпрямителя;

РУМГ - региональное управление магистральных газопроводов;

ЦДП - центральный диспетчерский пост;

ДЭХП - датчик электрохимического потенциала;

ДПП - датчик поляризационного потенциала;

ДК - датчик коррозии;

ОУ - операционный усилитель;

МК - микроконтроллер;

Контроллер удаленных объектов с GSM/GPRS-интерфейсом, содержащий микроконтроллер PIC16F876, у которого к шести линиям портов, настроенным на вход, подключены датчик электрохимического потенциала, датчик поляризационного потенциала, датчик коррозии, выходное напряжение станции катодной защиты, токовый шунт станции катодной защиты, выход блока контроллера тока нагрузки на микроконтроллере PIC16F628, а шесть линий порта микроконтроллера PIC16F876, настроенные на выход, подключены к светодиодам шести оптронов АОТ128А, микроконтроллер PIC16F873, у которого к шести линиям порта, настроенным на вход, подключены фототранзисторы шести оптронов АОТ128А, а линия порта, настроенная на выход, подключена к блоку управления выпрямителя станции катодной защиты, оптоэлектронный переключатель, выходом подключенный к блоку управления выпрямителя станции катодной защиты, блок контроллера потребленной станции катодной защиты электроэнергии на микроконтроллере PIC16F874, у которого линия порта, настроенная на вход, подключена к оптрону счетчика электроэнергии станции катодной защиты, а семнадцать линий портов, настроенные на выход, подключены к девятиразрядному семисегментному знаковому индикатору АЛС356А соответственно, отличающийся тем, что в устройство введены GSM/GPRS-модем MD730-3 фирмы «Siemens» и два микроконтроллера PIC16F877, одна линия порта первого микроконтроллера PIC16F877 и одна линия порта второго микроконтроллера PIC16F877, настроенные на выход, соединены с двумя входами оптоэлектронного переключателя, вторая линия порта первого микроконтроллера PIC16F877 и вторая линия порта второго микроконтроллера PIC16F877, настроенные на выход, соединены с двумя входами контроллера тока нагрузки на микроконтроллере PIC16F628, третья линия порта первого микроконтроллера PIC16F877 и третья линия порта второго микроконтроллера PIC16F877, настроенные на выход, соединены с двумя входами микроконтроллера PIC16F876, оба микроконтроллера PIC16F877 соединены по интерфейсу SPI с микроконтроллером PIC16F873, а по интерфейсу I2 С - с микроконтроллером PIC16F874, первый микроконтроллер PIC16F877 по своему интерфейсу USART соединен с постом комплекса телемеханики, а второй микроконтроллер PIC16F877 по своему интерфейсу USART - с GSM/GPRS-модемом.



 

Наверх