Устройство накопления и обработки информации

Полезная модель относится к области электронно-вычислительной техники, а именно к устройствам накопления и обработки информации, применяемым в системах контроля ^ радиационной обстановки на атомных станциях, предприятиях атомной промышленности и других радиационно-опасных объектах. Техническим результатом от применения полезной модели является увеличение надежности и расширение функций систем радиационного контроля. Устройство накопления и обработки информации предназначено для накопления, обработки, отображения и выдачи на вышестоящий уровень информации о значениях контролируемых радиационных параметров. Устройство накопления и обработки информации обладает повышенной устойчивостью к воздействию электромагнитных помех, имеет защиту от прерываний напряжения, обеспечивает выдачу низковольтного напряжения для питания блоков и устройств детектирования, имеет энергонезависимую память для хранения полученных данных, имеет возможность резервного копирования сохраненных данных на ЭВМ. Устройство накопления и обработки информации обеспечивает вычисление ресурса подключенных блоков детектирования, обеспечивает автоматический контроль работоспособности блоков и узлов, входящих в его состав, а также устройств, подключенных к нему, имеет встроенную звуковую сигнализацию.

Полезная модель относится к области электронно-вычислительной техники, а именно к устройствам накопления и обработки информации применяемым на атомных станциях, предприятиях атомной промышленности и других радиационно-опасных объектах в системах контроля радиационной обстановки.

Известны устройства накопления и обработки информации, применяемые в составе аппаратуры контроля радиационной безопасности (АКРБ) предыдущих поколений АКРБ-06, АКРБ-08. [1] [2].

Наиболее близким аналогом к полезной модели является устройство накопления и обработки информации УНО-17Р1 [1], выполняющее следующие функции:

- преобразование средней частоты случайных импульсных потоков от блоков и устройств детектирования в значение физической величины согласно заданным номинальным характеристикам преобразования по 10 независимым измерительным каналам;

- выдачу двух сигналов превышения пороговых уровней по каждому измерительному каналу;

- обмен информацией с устройствами вышестоящего уровня по двум независимым последовательным каналам передачи данных;

- индикацию полученных значений по выбранному каналу на передней панели.

Основными недостатками известных устройств накопления и обработки информации является морально устаревшая элементная база, низкая устойчивость к внешним воздействиям, отсутствие средств самодиагностики.

Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является создание устройства накопления и обработки информации, предназначенного для работы на радиационно-опасных объектах,

которое обеспечивает устойчивость к воздействию электромагнитных помех, защиту от прерывания напряжения, увеличение объема хранимой информации, контроль израсходованного ресурса блоков детектирования, автоматический контроль работоспособности, звуковую сигнализацию превышения пороговых уровней и неисправности узлов, а также повышение точности измерения и надежности работы.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом устройстве накопления и обработки информации используется современная элементная база и новые схемотехнические и программные решения, что позволило значительно повысить устойчивость устройства к воздействию электромагнитных помех. В частности, в устройстве накопления и обработки информации использован узел фильтров, защищающий входные цепи питания от перенапряжения и импульсных помех. На всех сигнальных линиях связи установлена оптическая развязка, а так же реализованы программные средства защиты, позволяющие повысить достоверность информации при воздействии импульсных помех. Для защиты устройства от провалов, выбросов и кратковременных прерываний питания в устройстве накопления и обработки информации установлен узел преобразования напряжения, который обеспечивает бесперебойную работу устройства при провалах напряжения до 154 В длительностью до 2 минут, прерываниях напряжения питания длительностью до 1 секунды и выбросах напряжения до 264 В длительностью до 2 минут.

В устройстве накопления и обработки информации установлены дополнительные блоки питания, вырабатывающие напряжение для питания блоков и устройств детектирования, подключаемых к устройству накопления и обработки информации. Такое решение позволяет обеспечить работу блоков и устройств детектирования на большом расстоянии от устройства накопления и обработки информации (до

500 м) при подаче по цепям питания низковольтного, не опасного для жизни человека, напряжения.

Для увеличения объема хранимой информации в устройстве накопления и обработки информации установлена энергонезависимая оперативная память, в которой хранятся значения и состояния контролируемых параметров за несколько последних суток с интервалом времени в 1 минуту. Сохраняемые значения не стираются после пропадания питания. Архивные данные можно просмотреть на жидкокристаллическом индикаторе, установленном на передней панели устройства накопления и обработки информации, или считать с вышестоящего уровня. Кроме того, в устройстве накопления и обработки информации добавлена функция резервного копирования архивных данных на ЭВМ через дополнительный канал передачи данных с интерфейсом RS-232. Данная функция необходима для сохранения накопленных устройством накопления и обработки информации УНО-201Е данных в случае отказа основных каналов передачи данных или при автономном использовании устройства накопления и обработки информации. Передача накопленных данных осуществляется по стандартному протоколу и не требует установки дополнительного программного обеспечения на ЭВМ для получения данных.

В устройстве накопления и обработки информации реализована функция вычисления израсходованного ресурса для блоков детектирования, содержащих счетчик Гейгера-Мюллера. Данная функция позволяет проконтролировать достоверность данных, поступающих с блоков детектирования, и своевременно известить оператора о необходимости замены счетчика Гейгера-Мюллера в блоке детектирования. Вычисленный ресурс сохраняется в энергонезависимой памяти, что предотвращает потерю данных при отключении питания. Верхний порог ресурса задается в виде константы по каждому измерительному каналу. В случае превышения заданного порога в каком-либо измерительном

канале устройство накопления и обработки информации отображает признак превышения ресурса по этому измерительному каналу на жидкокристаллическом индикаторе, и передает соответствующую информацию на вышестоящий уровень.

Устройство накопления и обработки информации имеет функции самотестирования, что позволяет постоянно контролировать работоспособность всех блоков, входящих в состав устройства накопления и обработки информации. Кроме контроля собственных блоков, устройство накопления и обработки информации осуществляет непрерывный контроль работоспособности всех блоков и устройств детектирования, а также устройств сигнализации, подключенных к нему. При обнаружении какой-либо неисправности устройство накопления и обработки информации отображает сведения о неисправности на передней панели в виде световой индикации, на жидкокристаллическом индикаторе в виде кода неисправности, включает звуковую сигнализацию и транслирует сведения о неисправности на вышестоящий уровень.

Кроме световой индикации устройство накопления и обработки информации имеет встроенную звуковую сигнализацию превышения контролируемой величиной пороговых уровней. Звуковая сигнализация также срабатывает при обнаружении устройством накопления и обработки информации неисправных блоков, входящих в его состав, и устройств подключенных к нему (блоков и устройств детектирования и устройств сигнализации).

Устройство накопления и обработки информации содержит функциональные узлы, описанные ниже. Узел фильтров, предназначенный для: защиты устройства накопления и обработки информации от кратковременных перегрузок по напряжению и импульсных помех. Для ослабления излучения электромагнитных полей, вызванных помехами,

узел фильтров закрыт защитным металлическим кожухом. Узел преобразования напряжения, предназначенный для: разветвления напряжения сети переменного тока; преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока, используемого для питания преобразователей напряжения; аккумулирования энергии и выдачи ее на вход преобразователей напряжения в случае кратковременного прерывания напряжения питания. Блоки питания, используемые для выдачи напряжения 5 В и 12 В постоянного тока на узлы и блоки, входящие в состав устройства накопления и обработки информации, а также для выдачи напряжения 48 В постоянного тока по десяти выходам на блоки и устройства детектирования. Узлы связи с блоками и устройствами детектирования, используемые для: подсчета импульсов, поступающих от блоков и устройств детектирования; выдачи сигналов управления блокам и устройствам детектирования; приема сигналов состояния от блоков и устройств детектирования; выдачи сигналов для управления внешними исполнительными механизмами и приема квитанций от них; индикации на передней панели превышения пороговых уровней по каждому измерительному каналу и выдачи этих сигналов на устройства сигнализации; индикации неисправности блоков и устройств детектирования по каждому измерительному каналу. Узел связи с устройствами вышестоящего уровня, используемый для связи устройства накопления и обработки информации с вышестоящим уровнем системы радиационного контроля по двум последовательным каналам передачи данных. Модуль центрального процессора управляет работой функциональных узлов, входящих в состав устройства накопления и обработки информации и выполняет: обработку информации, полученной с блоков и устройств детектирования; расчет значений контролируемых величин в соответствии с номинальными характеристиками преобразования; управление режимами работы блоков и устройств детектирования в соответствии

с сигналами состояния и номинальными характеристиками преобразования; управление тестированием с помощью встроенных в блоки и устройства детектирования контрольных источников; сравнение контролируемых величин с установленными пороговыми значениями и выработку соответствующих сигналов управления; управление переключением внешними исполнительными механизмами по команде оператора или автономно в соответствии с заданным алгоритмом; управление жидкокристаллическим индикатором, расположенным на передней панели; управление световой и звуковой сигнализацией; опрос клавиатуры, расположенной на передней панели; выдачу двух сигналов контрольных частот для самодиагностики частотных входов от блоков и устройств детектирования; хранение значений констант, используемых для задания режимов работы измерительных каналов; ведение архивов; управление самотестированием блоков и узлов, входящих в состав устройства. Жидкокристаллический индикатор, предназначенный для индикации режимов работы устройства накопления и обработки информации и отображения значений контролируемых величин. Светодиодные индикаторы, предназначенные для индикации превышения значением контролируемой величины пороговых уровней в соответствующем измерительном канале, неисправности блоков и устройств детектирования, модуля центрального процессора, блоков питания и узлов связи с блоками и устройствами детектирования. Информационная шина, предназначенная для передачи информационных сигналов между функциональными узлами, а также обеспечения напряжением питания всех блоков и узлов, входящих в состав устройства накопления и обработки информации.

Источники информации

[1] Аппаратура контроля радиационной безопасности АЭС с ВВЭР и РБМК/ B.C.Жернов, Ю.Е.Залманзон, В.Я.Парышев и др.; под ред. В.В.Матвеева. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 160 с.: ил. (Б-ка эксплуатационника АЭС; вып. 22).

[2] Как создавалось отечественное ядерное приборостроение. НИЦ «СНИИП». М.: OOO «Восточный горизонт» 2002.

1. Устройство накопления и обработки информации, состоящее из блоков питания, узлов сопряжения с блоками детектирования, модуля центрального процессора, узла выдачи данных на вышестоящий уровень и модуля индикации, отличающееся тем, что имеет аппаратно-программные средства, обеспечивающие защиту цепей питания и сигнальных линий связи от перегрузок по напряжению и электромагнитных помех.

2. Устройство накопления и обработки информации по п.1, отличающееся тем, что содержит узел преобразования напряжения, предохраняющий устройство от прерываний напряжения.

3. Устройство накопления и обработки информации по п.1, отличающееся тем, что содержит встроенные блоки питания, выдающие питающее напряжение для блоков и устройств детектирования по каждому измерительному каналу.

4. Устройство накопления и обработки информации по п.1, отличающееся тем, что содержит дополнительную энергонезависимую память для накопления и хранения полученных данных за несколько суток.

5. Устройство накопления и обработки информации по п.1, отличающееся тем, что содержит дополнительный интерфейс RS-232 и имеет возможность резервного копирования сохраненных данных на ЭВМ.

6. Устройство накопления и обработки информации по п.1, отличающееся тем, что обеспечивает вычисление и сохранение израсходованного ресурса для блоков детектирования, содержащих счетчик Гейгера-Мюллера.

7. Устройство накопления и обработки информации по п.1, отличающееся тем, что обеспечивает автоматический контроль работоспособности блоков и узлов, входящих в его состав, а также устройств, подключенных к нему.

8. Устройство накопления и обработки информации по п.1, отличающееся тем, что содержит встроенную звуковую сигнализацию превышения пороговых уровней, а также неисправности блоков и устройств, входящих в его состав, и устройств, подключенных к нему.