Радиоканальная система технической диагностики и мониторинга (стдм)
Радиоканальная система технической диагностики и мониторинга (СТДМ) предназначена для использования в системах диспетчерского контроля и мониторинга систем железнодорожной автоматики (ЖАТ). Содержит объект диагностики, приемно-контрольные приборы в виде контроллеров, включающие преобразователи интерфейсов, причем первые преобразователи интерфейсов установлены на контроллере в сигнальной установке, а вторые преобразователи интерфейсов - на устройстве контроля и отображения информации и связанны между собой радиосвязью, в качестве интерфейса использован стандарт RS-485 и устройством контроля и отображения информации. Отличается тем, что устройство контроля и отображения информации выполнено в виде линейного пункта диагностики системы технической диагностики и мониторинга (ЛПД СТДМ) и является активным, снабжен промышленным концентратором линейного пункта диагностики (ЛПД) типа периферийного концентратора, устанавливаемого на железнодорожной станции, и включающего в свою очередь платы расширения и плату ввода-вывода с первым преобразователем интерфейса, причем выход линейного пункта диагностики системы технической диагностики и мониторинга (ЛПД СТДМ) соединен с монитором, приемно-контрольные приборы выполнены в виде дополнительных контроллеров для съема аналоговой информации типа ПИК-10 и установлены в сигнальной установке железнодорожной автоматики (ЖАТ), а сигналы диагностируемого объекта выведены на свой дополнительный контроллер для съема аналоговой информации, являющийся пассивным, и контроллеры снабжены вторым преобразователем интерфейсов с портом ввода-вывода, причем первые и вторые преобразователи интерфейсов связаны между собой с помощью радиосвязи посредством антенны типа АГ-433 радиомодема типа СПЕКТР-433, снабженного блоком питания, при этом линейный пункт диагностики системы технической диагностики и мониторинга (ЛПД СТДМ) связан в режиме запрос-ответ с устройством съема информации для каждой операции измерения или передачи информации. Обеспечивает возможность диагностики и мониторинга эксплуатируемых промышленных систем на базе радиоканалов связи без прокладки кабеля или подключения к существующим кабельным каналам связи в системах непрерывного действия.
Полезная модель предназначена для использования в системах диспетчерского контроля и мониторинга систем железнодорожной автоматики (ЖАТ). Может использоваться в интегральных автоматизированных системах контроля и диспетчеризации сложных систем, например железнодорожных системах диспетчерского контроля, для диспетчеризации и контроля, в частности, станционного и перегонного оборудования, расположенного на протяженных участках пути.
Известна полезная модель «Беспроводная система сбора информации от интегрированных датчиков», патент RU 61447, опубл. 27.02.2007, МПК G08C 17/00, содержащая узел подключения первичных измерителей (датчиков), включающий приемопередатчик, контроллер с возможностью связи его посредством радиоканала и базовую станцию (концентратор ЛПД), связанную с ним через интерфейс. Система осуществляет сбор информации от удаленных датчиков с передачей этой информации в центр (базовую станцию) по радиоканалу. Однако данная система решает иную задачу - передачу данных от устройства к базовой станции через промежуточные устройства сети, вне прямой радиовидимости между базовой станцией и устройством посредством маршрутизации и перенаправления сообщений, но не решает задачу упрощения проектирования СТДМ на существующих промышленных системах непрерывного действия и расширения арсенала технических средств для диагностики и мониторинга систем ЖАТ.
Известна полезная модель «Автоматизированная система сбора данных о потреблении энергоресурсов за расчетный период», патент RU 77476, опубл. 20.10.2008, МПК G08C 19/00, G08C 17/02, включающая первичные измерители, устройства передачи данных, узел преобразования полученных данных в цифровой интерфейс, радиомодуль в режиме запрос-ответ, удаленные устройства приема и узел преобразования сигнала. Система обеспечивает дистанционный сбор данных о потреблении энергоресурсов за расчетный период и упрощение автоматизированной системы сбора данных. Однако система предназначена для дистанционного считывания показаний счетчика, и преобразованием изображения отчетного устройства счетчика в электрический сигнал. Данное техническое решение реализовывает иную задачу и не решает проблему обеспечения расширения функциональных возможностей системы диспетчеризации ЖАТ.
Известна полезная модель «Автоматизированная информационно-измерительная система», патент RU 83829, опубл. 20.06.2009, МПК F24D 1/00, являющаяся многофункциональной, трехуровневой иерархической структурой, состоящей из измерительных, связующих и вычислительных компонентов, первый уровень которой состоит из первичных измерительных компонентов, осуществляющих измерение параметров непрерывно или дискретно, с требуемым интервалом времени, на втором уровне системы применяются измерительные преобразователи, предназначенные для приема измерительной информации от первичных измерительных компонентов с последующей передачей данных по радиоканалам, их архивации и передачи по запросу на сервер и автоматизированные рабочие места операторов, третий уровень системы представляет собой сервер и/или автоматизированное рабочее место оператора с функцией сервера архивной базы данных на базе ЭВМ со специализированным программным обеспечением. Однако система очень сложная, предназначена для решения полного комплекса от сбора и обработки сигналов до их архивации анализа и обмена информацией с другими микропроцессорными системами, что не является задачей предложенного технического решения. Область применения данной системы - промышленность и жилищно-коммунальное хозяйство для коммерческого и технологического учета. В частности, не решает задачу обеспечения возможности диагностики и мониторинга эксплуатируемых промышленных систем ЖАТ на базе радиоканалов связи без прокладки кабеля или подключения к существующим кабельным каналам связи.
Наиболее близким к предложенному техническому решению является полезная модель «Система централизованного мониторинга и управления оборудованием удаленных объектов», патент RU 82361, опубл. 20.04.2009, МПК G08B 25/01, включающая пульт контроля и отображения информации, объект диагностирования, приемно-контрольные приборы в виде контроллеров, преобразователи интерфейсов, первые из которых установлены на каждом контроллере, а вторые - на пульте контроля и отображения информации и связанные между собой радиосвязью, причем в качестве преобразователя интерфейсов использован стандарт RS-485. Данная система решает задачу повышения надежности и устойчивости каналов связи, сокращения времени передачи информации, расширение возможностей системы. Однако система не обеспечивает упрощение проектирования СТДМ на существующих промышленных системах непрерывного действия для ЖАТ, а также не расширяет арсенал технических средств для диагностики и мониторинга систем на железных дорогах.
В уже существующих и работающих системах железнодорожной автоматике невозможно отключить систему или очень сложно обеспечить дублирующую подсистему для обеспечения бесперебойной работы ЖАТ. Причем для уже работающих систем диспетчеризации ЖАТ традиционно используют передачу данных по кабелю. Поэтому требуется расширить арсенала технических средств для диагностики и мониторинга железнодорожных систем, в частности, обеспечить возможность диагностики и мониторинга эксплуатируемых промышленных систем на базе радиоканалов связи без прокладки кабеля или подключения к существующим кабельным каналам связи.
Однако при обеспечении бесперебойного режима работы железной дороги, требуется принимать решения не только на основе оперативной информации, но и осуществлять диспетчеризацию работы таких устройств, причем возникает необходимость проверять отдельные группы ЖАТ по мере необходимости, по запросу. Поэтому требуется расширить функциональных возможностей сигнальных установок железнодорожных систем.
В нашем случае вся система технической диагностики и мониторинга (СТДМ) представляет собой аппаратно-программный комплекс диспетчерского контроля (АПК-ДК) первого уровня., когда обеспечивается передача данных по радиоканалу между устройствами устойчиво и без сбоев, искажений и потери информации на линейном пункте СТДМ-концентратор ЛПД, при этом монтирование таких систем не требует остановки или отключения групп ЖАТ.
На более высоком уровне АПК-ДК обеспечивает также сбор, анализ и прогнозирование состояния устройства ЖАТ, но эта задача не решается в данном техническом решении.
При подключении радиоканальной системы технической диагностики и мониторинга (СТДМ) требуется максимально упростить проектирования СТДМ на существующих промышленных системах непрерывного действия.
В рассматриваемом случае используют аппаратно-программный комплекс диспетчерского контроля (АПК-ДК), состоящий только из периферийного оборудования в виде устройств контроля и устройств съема информации с устройств автоматики станционного и перегонного оборудования, узлов ввода-вывода данных в виде центрального и периферийных концентраторов, линий связи.
С помощью предложенного технического решения достигается технический результат расширения арсенала технических средств для диагностики и мониторинга ж/д систем, обеспечивается расширение функциональных возможностей таких систем. В частности, обеспечивается возможность диагностики и мониторинга эксплуатируемых промышленных систем на базе радиоканалов связи без прокладки кабеля или подключения к существующим кабельным каналам связи. Кроме того, достигается упрощение проектирования СТДМ на существующих промышленных системах непрерывного действия.
Данный технический результат достигается за счет того, что радиоканальная система технической диагностики и мониторинга (СТДМ) содержит объект диагностирования, приемно-контрольные приборы в виде контроллеров, включающих преобразователи интерфейсов, причем первые преобразователи интерфейсов установлены на каждом контроллере в сигнальной установке, а вторые преобразователи интерфейсов - на устройстве контроля и отображения информации и они связанны между собой радиосвязью, а в качестве преобразователя интерфейсов использован стандарт RS-485 и устройство контроля и отображения информации. Радиоканальная система отличается тем, что устройство контроля и отображения информации выполнено в виде линейного пункта диагностики системы технической диагностики и мониторинга (ЛПД СТДМ) и является активным, ЛПД СТДМ снабжен промышленным концентратором линейного пункта диагностики (ЛПД) типа периферийного концентратора, устанавливаемого на железнодорожной станции, и концентратор ЛПД включает, в свою очередь, платы расширения и плату ввода-вывода с первым преобразователем интерфейса, причем выход линейного пункта диагностики системы технической диагностики и мониторинга (ЛПД СТДМ) соединен с монитором. Приемно-контрольные приборы выполнены в виде дополнительных контроллеров для съема аналоговой информации типа ПИК-10 и установлены в сигнальной установке железнодорожной автоматики (ЖАТ), а сигналы от объекта диагностирования выведены на свой дополнительный контроллер для съема аналоговой информации, являющийся пассивным, и контроллер снабжены вторым преобразователем интерфейсов с портом ввода-вывода. Причем первые и вторые преобразователи интерфейсов связаны между собой с помощью радиосвязи посредством антенны типа АГ-433 радиомодема типа СПЕКТР-433, снабженного блоком питания. При этом линейный пункт диагностики системы технической диагностики и мониторинга (ЛПД СТДМ) связан в режиме запрос-ответ с устройством съема информации для каждой операции измерения или передачи информации. В радиоканальной системе СТДМ могут применять линейный пункт диагностики системы технической диагностики и мониторинга (ЛПД СТДМ) типа IPC-610. Кроме того, промышленный концентратор линейного пункта диагностики может включать плату ввода-вывода типа PCL-745. В радиоканальной системе СТДМ контроллер для съема аналоговой информации типа ПИК-10 может быть снабжен преобразователем аналоговой информации в цифровую с портом ввода-вывода.
Техническое решение иллюстрируется чертежами, на которых изображены принципиальная схема и функциональная схема. На чертежах условно показан только один объект диагностирования и один контроллер для съема аналоговой информации ПИК-10. Сигнальная установка ЖАТ условно не показана, показана только часть сигнальной установки - приемно-контрольные приборы, от которых сигнал поступает на контроллер ПИК-10. Станция также условно не показана, показан только линейный пункт диагностики, сама ж/д станция линейного пункта диагностики системы технической диагностики и мониторинга (ЛПД СТДМ) условно не показана, показан только ЛПД станции в виде контроллера.
На Фиг.1 - показана принципиальная схема радиоканальная система технической диагностики и мониторинга (СТДМ), размещенная в сети ЖАТ на железной дороге.
На Фиг.2 - функциональная схема СТДМ, встроенная в интегральную автоматизированную многоуровневую систему контроля и диспетчеризации АПК-ДК, которая работает а сложных сетях ЖАТ.
В сигнальную установку ЖАТ (условно не показана) встраивают контроллер ПИК-10 (1), который получает сигналы сх20, сх16, сх12, мсх и т.д. (сим. Фиг.1) от устройств питания сигнальной установки - диагностируемый объект (2) (см. фиг.2). Контроллер для съема аналоговой информации ПИК-10 и преобразователь интерфейса (3) со стандартом RS-485 коммутирует с радиомодемом СП СПЕКТР-433 (4), имеюшим блок питания (5) и передает оцифрованную информацию через антену (6). Антана (6) радиомодема СПЕКТР-433 (4), имеющего свой блок питания (5) принимает переданный сигнал на преобразователь интерфейса (7) со стандартом RS-485 через плату ввода-вывода (8) концентратора ЛПД (9). С концентратора ЛПД (9) сигнал, преобразованный в аналоговый сигнал, передают на монитор (10).
С линейного пункта диагностики предварительно, для получения параметров измерения с диагностируемого объекта (2), чрез концентратор ЛПД (9) передается запрос на контроллер ПИК-10 (1) в обратной описанной выше последовательности.
Следующий цикл работы начинается по запросу, переданному с линейного пункта станции. В соответствии с этим запросом осуществляется съем информации с диагностируемого объекта. Передача снятой информации передается также по запросу. Таким образом, линейный пункт диагностики системы технической диагностики и мониторинга (ЛПД СТДМ) является активным, а дополнительный контроллер для съема аналоговой информации ПИК-10, является пассивным.
Таким образом, предложенная схема легко встраивается в сложную иерархическую систему АПК-ДК, являясь по существу сама АПК-ДК первого уровня, и обеспечивает расширение функциональных возможностей всей системы АПК-ДК. Контроллер ПИК-10 легко монтируется на сигнальной установке, а, следовательно, достигается упрощение проектирования СТДМ на существующих промышленных системах непрерывного действия. При этом за счет применения радиоканальной системы связи существенно расширяет арсенал технических средств диагностики и мониторинга железнодорожных систем автоматики.
По существу ПИК-10 относится к классу специализированных контроллеров периферийного оборудования ж/д систем.
Концентратор ЛПД по своему типу является периферийным концентратором типа IPC-610, т.е. концентратором, устанавливаемым на железнодорожной станции - линейном пункте диагностики.
Используемый в предложенной схеме концентратор включает плату расширения (условно не показана).
При этом возможно изменять параметры канала связи (рабочую частоту, скорость данных в буфере модема и т.п.) и убедиться в качественном и надежном прохождении данных за счет применения в модеме такого типа BER пакета. Радиомодем СПЕКТР-433 работает в полосе частот 433,05-434,79 МГц, при выходной мощности 10 мВт.
В предложенной схеме СТДМ обеспечивает возможность диагностики и мониторинга эксплуатируемых промышленных систем на базе радиоканалов связи без прокладки кабеля или подключения к существующим кабельным каналам связи.
Таким образом, обеспечивается технический результат обеспечения возможности диагностики и мониторинга эксплуатируемых промышленных систем на базе радиоканалов связи без прокладки кабеля или подключения к существующим кабельным каналам связи, упрощения проектирования СТДМ на существующих промышленных системах непрерывного действия и расширения функциональных возможностей таких систем. Применение радиоканальной связи расширяет арсенал технических средств для диагностики и мониторинга ж/д систем.
1. Радиоканальная система технической диагностики и мониторинга (СТДМ), содержащая объект диагностики, приемно-контрольные приборы в виде контроллеров, включающие преобразователи интерфейсов, причем первые преобразователи интерфейсов установлены на контроллере в сигнальной установке, а вторые преобразователи интерфейсов - на устройстве контроля и отображения информации и связаны между собой радиосвязью, в качестве интерфейса использован стандарт RS-485 и устройство контроля и отображения информации, отличающаяся тем, что устройство контроля и отображения информации выполнено в виде линейного пункта диагностики системы технической диагностики и мониторинга (ЛПД СТДМ) и является активным, снабжено промышленным концентратором линейного пункта диагностики (ЛПД) типа периферийного концентратора, устанавливаемого на железнодорожной станции, и включающего в свою очередь платы расширения и плату ввода-вывода с первым преобразователем интерфейса, причем выход линейного пункта диагностики системы технической диагностики и мониторинга (ЛПД СТДМ) соединен с монитором, приемно-контрольные приборы выполнены в виде дополнительных контроллеров для съема аналоговой информации типа ПИК-10 и установлены в сигнальной установке железнодорожной автоматики (ЖАТ), а сигналы диагностируемого объекта выведены на свой дополнительный контроллер для съема аналоговой информации, являющийся пассивным, и контроллеры снабжены вторым преобразователем интерфейсов с портом ввода-вывода, причем первые и вторые преобразователи интерфейсов связаны между собой с помощью радиосвязи посредством антенны типа АГ-433 радиомодема типа СПЕКТР-433, снабженного блоком питания, при этом линейный пункт диагностики системы технической диагностики и мониторинга (ЛПД СТДМ) связан в режиме запрос-ответ с устройством съема информации для каждой операции измерения или передачи информации.
2. Радиоканальная система СТДМ по п.1, отличающаяся тем, что применяют линейный пункт диагностики системы технической диагностики и мониторинга (ЛПД СТДМ) типа IРС-610.
3. Радиоканальная система СТДМ по п.1, отличающаяся тем, что промышленный концентратор линейного пункта диагностики включает плату ввода-вывода типа PCL-745.
