Устройство сбора данных и контроля объекта

Устройство сбора данных и контроля объекта относится к области вычислительной техники, а именно к контроллерам, и предназначено для использования в составе автоматизированных информационно-измерительных и управляющих систем (АИИУС) в различных отраслях промышленности. Задача, на решение которой направлено заявленное техническое устройство, заключается в повышении гибкости применения и технологичности изделия за счет модульности конструкции, расширении функциональности устройства за счет введения дополнительных каналов интерфейсов RS-485, USB, OneWire, Ethernet, повышение надежности за счет обеспечения резервным питанием от литиевой батареи канала ввода импульсных сигналов и введения блока защиты от перегрузки по току выходных дискретных каналов телеуправления, повышение точности работы часов реального времени за счет введения коррекции по спутниковому датчику точного времени системы ГЛОНАСС/GPS. Для этого устройство сбора данных и контроля объекта дополнительно включает второй блок питания, второй, третий и четвертый блоки гальванической развязки интерфейса RS-485, второй, третий и четвертый блоки преобразователей сигналов интерфейса RS-485, два блока интерфейсов Ethernet, блок преобразователя сигналов интерфейса USB, блок преобразователя сигналов интерфейса OneWire, блок преобразователя сигналов интерфейса радиоканала GSM, блок приемника сигналов спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, блок гальванической развязки интерфейса RS-232, блок включения батареи резервного питания канала ввода импульсных сигналов, блок защиты от перегрузки по току выходных дискретных каналов телеуправления.

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к контроллерам, и предназначено для использования в составе автоматизированных информационно-измерительных и управляющих систем (АИИУС) в различных отраслях промышленности.

Из существующего уровня техники известен контроллер, содержащий печатную плату с микропроцессором, источник питания, постоянное запоминающее устройство, устройство контроля времени и схему управления исполнительными реле, а также линии связи, подключенные к каналам ввода-вывода микропроцессора, линии управления и сигнализации, схему согласования и защиты линий связи, (Патент RU 41167 U1, 08.07.2004, опубликовано 10.10.2004). Недостатком известного контроллера является отсутствие интерфейса Ethernet, не позволяющее включать его в качестве абонента в состав локальных сетей с протоколом TCP/IP, отсутствие интерфейса USB не позволяет подключать к контроллеру модули Flash-памяти для начальной загрузки программ, отсутствие интерфейса RS-485 не позволяет подключать его к удаленным приборам для организации распределенных систем управления.

Наиболее близким к заявленному устройству является контроллер, содержащий печатную плату, на которой расположены микроконтроллер, осуществляющий сбор информации с импульсных каналов и передачу по интерфейсам RS-232, который используется для соединения с компьютером, RS-485 и CAN, обеспечивающим удаленное подключение с объектом, литиевый элемент, энергонезависимую память, часы реального времени, блок питания, дополнительную печатную плату с зажимами для подключения импульсных каналов, часы реального времени выполнены со встроенной энергонезависимой памятью, a CAN контроллер выполнен отдельной микросхемой. (Патент RU 61900 U1, 23.10.2006, опубликовано 10.03.2007) (прототип).

Наличие в известном контроллере интерфейсов RS-232 и RS-485 частично устраняет упомянутые недостатки, однако отсутствие в составе контроллера интерфейсов Ethernet, USB, OneWire сужает область его применения, а отсутствие резервного источника питания канала ввода импульсных сигналов и защиты от перегрузки по току выходных дискретных каналов телеуправления снижает надежность работы контроллера и ограничивает его применения для ответственных объектов автоматизации, таких, например, как ядерная энергетика, переработка нефти и газа.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое устройство, заключается в повышении гибкости применения и технологичности изделия за счет модульности конструкции, расширении функциональности устройства за счет введения дополнительных каналов интерфейсов ввода-вывода, повышение надежности за счет обеспечения резервным питанием от литиевой батареи канала ввода импульсных сигналов, повышении надежности путем защиты от перегрузки по току выходных дискретных каналов телеуправления, повышение точности работы часов реального времени за счет введения коррекции по спутниковому датчику.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что устройство сбора данных и контроля объекта, содержащее основную и дополнительную печатные платы, на которых расположены блок питания, микроконтроллер, часы реального времени со встроенной энергонезависимой памятью, преобразователь интерфейса RS-232, блок гальванической развязки интерфейса RS-485, преобразователь сигналов интерфейса RS-485, литиевый элемент, блок телеуправления, блок индикации, отличающаяся тем, что дополнительно включает второй блок питания, второй, третий и четвертый блоки гальванической развязки интерфейса RS-485, второй, третий и четвертый блоки преобразователей сигналов интерфейса RS-485, два блока интерфейсов Ethernet, блок преобразователя сигналов интерфейса USB, блок преобразователя сигналов интерфейса OneWire, блок преобразователя сигналов интерфейса радиоканала GSM, блок приемника сигналов спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, блок гальванической развязки интерфейса RS-232, блок включения батареи резервного питания канала ввода импульсных сигналов, блок защиты от перегрузки по току выходных дискретных каналов телеуправления.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение гибкости применения и технологичности изделия за счет модульности конструкции, расширении функциональности устройства за счет введения дополнительных каналов интерфейсов RS-485, USB, OneWire, Ethernet, надежности за счет обеспечения резервным питанием от литиевой батареи канала ввода импульсных сигналов и введения блока защиты от перегрузки по току выходных дискретных каналов телеуправления, повышение точности работы часов реального времени за счет введения коррекции по спутниковому датчику точного времени системы ГЛОНАСС/GPS

Предлагаемое устройство сбора данных и контроля объекта может быть практически реализовано с использованием материалов и комплектующих изделий различных изготовителей. Как вариант, устройство МСОД было практически реализовано с использованием комплектующих изделий, приведенных в таблице.

1. Устройство сбора данных и контроля объекта, содержащее основную и дополнительную печатные платы, на которых расположены блок питания, микроконтроллер, часы реального времени со встроенной энергонезависимой памятью, преобразователь интерфейса RS-232, блок гальванической развязки интерфейса RS-485, преобразователь сигналов интерфейса RS-485, литиевый элемент, блок телеуправления, блок индикации, отличающееся тем, что дополнительно включает второй блок питания, второй, третий и четвертый блоки гальванической развязки интерфейса RS-485, второй, третий и четвертый блоки преобразователей сигналов интерфейса RS-485, два блока интерфейсов Ethernet, блок преобразователя сигналов интерфейса USB, блок преобразователя сигналов интерфейса OneWire, блок преобразователя сигналов интерфейса радиоканала GSM, блок приемника сигналов спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС/GPS, блок гальванической развязки интерфейса RS-232, блок включения батареи резервного питания канала ввода импульсных сигналов, блок защиты от перегрузки по току выходных дискретных каналов телеуправления.

2. Устройство сбора данных и контроля объекта по п.1, отличающееся тем, что микроконтроллер и часы реального времени могут быть выполнены в виде одной микросхемы.

3. Устройство сбора данных и контроля объекта по п.1, отличающееся тем, что в качестве элемента резервного часов реального времени может быть использован ионистор (конденсатор большой емкости с двойным электрическим слоем и малым током утечки).