[go: up one dir, main page]

RU2714025C1 - Discrete signals input-output control center - Google Patents

Discrete signals input-output control center Download PDF

Info

Publication number
RU2714025C1
RU2714025C1 RU2019130457A RU2019130457A RU2714025C1 RU 2714025 C1 RU2714025 C1 RU 2714025C1 RU 2019130457 A RU2019130457 A RU 2019130457A RU 2019130457 A RU2019130457 A RU 2019130457A RU 2714025 C1 RU2714025 C1 RU 2714025C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ethernet
backup
channels
primary
discrete signals
Prior art date
Application number
RU2019130457A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Владимирович Родионов
Николай Михайлович Власкин
Михаил Николаевич Крылов
Дмитрий Максимович Кожиков
Original Assignee
Константин Владимирович Родионов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Константин Владимирович Родионов filed Critical Константин Владимирович Родионов
Priority to RU2019130457A priority Critical patent/RU2714025C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2714025C1 publication Critical patent/RU2714025C1/en
Priority to PCT/RU2020/000458 priority patent/WO2021061008A1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00Systems controlled by a computer
    • G05B15/02Systems controlled by a computer electric
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Safety Devices In Control Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Power Sources (AREA)

Abstract

FIELD: control systems.
SUBSTANCE: invention relates to control systems. Discrete signals input-output control point consists of a housing having power supply units, converters of RS-485 serial interfaces and Ethernet switches. In addition, interconnected programmable converters of RS-485 serial interfaces are installed. Main and standby Ethernet switches are connected over the main and backup Ethernet channels to the main and standby processing units. Processor units convert the obtained data according to a predetermined algorithm and transmit them through the main and standby Ethernet switches to top-level devices via Ethernet or RS-485 channels.
EFFECT: improving control efficiency.
10 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее техническое решение относится к устройствам, используемым в составе управляющих систем, например, управляющих систем безопасности или автоматизированных систем управления технологическими процессами (далее - АСУ ТП), а именно, к устройствам для информационного обмена между техническими средствами (устройствами) нижнего уровня и устройствами верхнего уровня управляющей системы.This technical solution relates to devices used as part of control systems, for example, security control systems or automated process control systems (hereinafter - ACS TP), namely, devices for information exchange between technical means (devices) of the lower level and devices of the upper control system level.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известны следующие решения.The following solutions are known in the art.

Известно устройство для обмена информацией между автоматизированным горно-шахтным оборудованием и оборудованием АСУ ТП. Устройство конструктивно выполнено в виде отдельного блока, размещаемого в корпусе. Внутри корпуса размещаются блок процессора и блок универсального асинхронного приемо-передатчика, первый вход-выход которого через блок приемо-передатчиков интерфейса RS-485, барьер искробезопасности и кабельный ввод связан с оборудованием АСУ ТП. Второй вход-выход блока приемо-передатчиков связан с первым входом-выходом блока процессора, второй вход-выход которого через стек TCP/IP связан с первым входом-выходом блока приемо-передатчиков интерфейса Ethernet. Второй вход-выход блока приемопередатчиков интерфейса Ethernet связан с входом-выходом 16-портового коммутатора Ethernet. Входы-выходы с третьего по восьмой блока приемопередатчиков Ethernet через блок разъемов для оптических кабелей и кабельные вводы со второго по седьмой соответственно связаны с оборудованием АСУ ТП. Девятый вход-выход блока приемо-передатчиков Ethernet через разъем для кабеля с витой парой и кабельный ввод, а также десятый вход-выход блока приемо-передатчиков Ethernet через разъем для кабеля с витой парой и один из кабельных вводов связаны с оборудованием, размещаемым на поверхности шахты. (RU 94097, дата публикации 10.05.2010).A device for the exchange of information between automated mining equipment and automated process control equipment is known. The device is structurally made in the form of a separate unit placed in the housing. The processor block and the universal asynchronous transceiver block are located inside the case, the first input-output of which is through the RS-485 interface transceiver block, the intrinsic safety barrier and cable entry are connected to the industrial control system equipment. The second input-output block of the transceivers is connected to the first input-output of the processor block, the second input-output of which is connected via the TCP / IP stack to the first input-output of the block of transceivers of the Ethernet interface. The second input / output of the Ethernet transceiver unit is connected to the input / output of the 16-port Ethernet switch. Inputs-outputs from the third to the eighth block of Ethernet transceivers through the block of connectors for optical cables and cable entries from the second to the seventh, respectively, are connected to the equipment of the industrial control system. The ninth input-output of the Ethernet transceiver block through the twisted pair cable connector and cable entry, as well as the tenth input and output of the Ethernet transceiver block through the twisted pair cable connector and one of the cable entries are connected to equipment located on the surface mine. (RU 94097, publication date 05/10/2010).

Недостатком известного устройства является то, что оно обладает недостаточной надежностью и низкой эффективностью контроля параметров устройств нижнего уровня, поскольку не содержит дублированной вычислительной части, имеет малое количество портов RS-485, а также не содержит защиты от короткого замыкания, перегрузки линии или утечки тока.A disadvantage of the known device is that it has insufficient reliability and low efficiency of controlling the parameters of lower-level devices, since it does not contain a duplicated computing part, has a small number of RS-485 ports, and also does not contain protection against short circuit, line overload, or current leakage.

Известна система мониторинга и контроля трансформатора, содержащая центральный процессорный блок, к которому подключены блок питания, модуль связи по интерфейсу RS-485 или Ethernet, оптоволоконный сетевой коммутатор, передающий информацию центральному процессору, и устройства входящего и исходящего сигнала. Такая система выполнена с возможностью сбора информации с трансформатора, осуществления дистанционного управления и автоматического мониторинга. (CN 106054704, дата публикации 26.10.2016).A known transformer monitoring and control system comprising a central processing unit to which a power supply is connected, an RS-485 or Ethernet communication module, an optical fiber network switch transmitting information to the central processor, and input and output signal devices. Such a system is configured to collect information from a transformer, implement remote control and automatic monitoring. (CN 106054704, publication date 10.26.2016).

Недостатки такой системы заключаются в том, что она обладает недостаточной надежностью и низкой эффективностью контроля параметров устройств нижнего уровня, поскольку не содержит дублирующей вычислительной части и дублирующего питания, имеет малое количество портов RS-485, не имеет интерфейса Ethernet 10/100 Base-TX, а также не имеет возможности одновременного подключения устройств по каналам RS-485 и оптическим каналам Ethernet.The disadvantages of such a system are that it has insufficient reliability and low efficiency of controlling the parameters of lower-level devices, since it does not contain duplicate computing part and redundant power, it has a small number of RS-485 ports, it does not have an Ethernet 10/100 Base-TX interface, and also does not have the ability to simultaneously connect devices via RS-485 channels and optical Ethernet channels.

Наиболее близким к заявляемому решению является контроллер ввода-вывода для обработки и передачи данных с датчиков и исполнительных механизмов на систему верхнего блочного уровня (далее - СВБУ) по локальной вычислительной сети Ethernet, содержащий корпус, в котором размещен процессор с одноплатным компьютером и соединенный с ним модульный блок, выполненный с возможностью обработки и преобразования поступающих с датчиков и исполнительных механизмов сигналов по каналу RS-485 и выработки сигналов управления по каналу Ethernet, а также содержащий блок питания. Устройство выполнено с возможностью дублирования предаваемых данных. (RU 2279117, дата публикации 27.06.2006).Closest to the claimed solution is the input-output controller for processing and transmitting data from sensors and actuators to the upper block level system (hereinafter referred to as the SSB) via an Ethernet local area network, containing a housing that houses a processor with a single-board computer and connected to it a modular unit configured to process and convert signals received from sensors and actuators via the RS-485 channel and generate control signals via the Ethernet channel, as well as containing bl ok food. The device is configured to duplicate the transmitted data. (RU 2279117, publication date 06/27/2006).

Недостатками наиболее близкого аналога является то, что он обладает недостаточной надежностью и низкой эффективностью контроля параметров устройств нижнего уровня, поскольку не имеет дублирующей вычислительной части, резервных блоков питания и защиты от короткого замыкания, перегрузки линии или утечки тока, а также недостаточно защищен от электромагнитных помех по сети питания и каналам RS-485.The disadvantages of the closest analogue is that it has insufficient reliability and low efficiency of controlling the parameters of lower-level devices, since it does not have a redundant computing part, redundant power supplies and protection against short circuit, line overload or current leakage, and is also insufficiently protected from electromagnetic interference on the power network and RS-485 channels.

Раскрытие изобретенияDisclosure of Invention

Технической проблемой настоящего изобретения является преодоление технических недостатков, присущих аналогам, что ведет к необходимости создания многофункционального контролирующего пункта ввода-вывода дискретных сигналов (далее - контроллер), обладающего простой и надежной конструкцией, обеспечивающего эффективный контроль параметров технических средств (устройств) нижнего уровня управляющей системы и информационный обмен между устройствами нижнего и верхнего уровня.The technical problem of the present invention is to overcome the technical disadvantages inherent in analogues, which leads to the need to create a multifunctional control point I / o discrete signals (hereinafter referred to as the controller), having a simple and reliable design, providing effective control of the parameters of technical means (devices) of the lower level of the control system and information exchange between lower and upper level devices.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности контроля параметров устройств нижнего уровня и повышение надежности, а также расширение функциональных возможностей контроллера, заключающихся в обеспечении оперативной передачи преобразованных по определенным алгоритмам данных между устройствами нижнего уровня и устройствами верхнего уровня, а также обеспечении возможности передачи преобразованных данных с системы мониторинга, при помощи которой осуществляется дополнительное повышение надежности питания электрических схем блока, контроль доступа к устройствам контроллера, а также контроль параметров микроклимата внутри устройства, тока и напряжения (далее - система мониторинга).The technical result of the present invention is to increase the efficiency of monitoring the parameters of lower-level devices and increasing reliability, as well as expanding the functionality of the controller, which consists in ensuring the efficient transfer of data converted according to certain algorithms between lower-level devices and upper-level devices, as well as providing the ability to transmit converted data from monitoring system, with the help of which an additional increase in reliability electrical power circuit unit, a controller to control access to devices, and climate control parameters in the device, current and voltage (hereinafter - the monitoring system).

Технический результат достигается за счет выполнения контроллера ввода-вывода дискретных сигналов, содержащего корпус, в котором установлено не менее двух объединенных между собой программируемых преобразователей последовательных интерфейсов RS-485 (далее - коммутаторы RS-485), выполненных с возможностью обеспечения сбора данных с устройств нижнего уровня и их конфигурирования по каналам RS-485, преобразования для дальнейшей передачи по каналам Ethernet в основной и резервный коммутаторы Ethernet, а также передачи данных, поступающих с основного и резервного коммутаторов Ethernet на устройства нижнего уровня по каналам RS-485, при этом основной и резервный коммутаторы Ethernet подключены по основному и резервному каналам Ethernet соответственно к основному и резервному процессорным блокам, а процессорные блоки выполнены с возможностью преобразования полученных данных по заданному алгоритму и передачи преобразованных данных через основной и резервный коммутаторы Ethernet на устройства верхнего уровня по каналам Ethernet, либо через основной и резервный коммутаторы Ethernet, соединенные с коммутаторами RS-485, на устройства верхнего уровня по каналам RS-485.The technical result is achieved due to the implementation of the input-output controller of discrete signals, comprising a housing in which at least two programmable converters of serial RS-485 interfaces (hereinafter referred to as RS-485 switches) are installed that are capable of collecting data from lower devices level and their configuration via RS-485 channels, conversion for further transmission via Ethernet channels to the primary and backup Ethernet switches, as well as data transmission from the main and redundant Ethernet switches to lower-level devices via RS-485 channels, while the primary and backup Ethernet switches are connected via the primary and backup Ethernet channels to the primary and backup processor units, and the processor units are capable of converting the received data according to a given algorithm and transmitting the converted data through the primary and backup Ethernet switches to upper-level devices via Ethernet channels, or through the primary and backup Ethernet switches connected to RS- switches 485, to upper-level devices via RS-485 channels.

Контроллер может быть использован в качестве шлюза сопряжения для обеспечения информационного обмена между сегментами АСУ ТП и/или автоматизированной системой радиационного контроля (АСРК) АЭС, а также для получения, обработки и передачи данных от устройств нижнего уровня на АСУ ТП.The controller can be used as a gateway for interfacing to ensure information exchange between the segments of the automated process control system and / or the automated radiation control system (ASRK) of the nuclear power plant, as well as to receive, process and transmit data from lower-level devices to the automatic control system.

Контроллер ввода-вывода дискретных сигналов может производить обмен данными с любым устройством (или устройствами) нижнего уровня, выполненным с возможностью соединения по каналу RS-485, а также с любым устройством (или устройствами) верхнего уровня, выполненным с возможностью соединения по каналу Ethernet или RS-485.The controller of input-output of discrete signals can exchange data with any device (or devices) of the lower level, configured to connect via the RS-485 channel, as well as any device (or devices) of the upper level, configured to connect via the Ethernet channel or RS-485.

Коммутаторы каналов RS-485 могут быть соединены с терминаторами для обеспечения согласования линий RS-485 и защиты от электромагнитных помех на каналах.RS-485 channel switches can be connected to terminators to ensure RS-485 line matching and protection against electromagnetic interference on the channels.

Основной и резервный коммутаторы Ethernet могут быть выполнены с возможностью передачи данных через интерфейсы Ethernet 10/100 Base-TX и Ethernet 100 Base-FX.The primary and backup Ethernet switches can be configured to transmit data through the Ethernet 10/100 Base-TX and Ethernet 100 Base-FX interfaces.

Контроллер может содержать основной и резервный медиаконвертеры, подключенные по независимым каналам Ethernet 10/100 Base-TX соответственно к основному и резервному процессорным блокам, используемые для преобразования данных для передачи по оптоволоконным каналам с интерфейсом Ethernet 100 Base-FX на устройства верхнего уровня, что обеспечивает обмен данными с устройствами верхнего уровня по отдельным линиям от отдельных портов основного и резервного процессорных блоков, что повышает надежность и защищенность устройства.The controller may contain primary and backup media converters connected via independent 10/100 Base-TX Ethernet channels to the main and backup processor units, respectively, used to convert data for transmission via fiber-optic channels with Ethernet 100 Base-FX to upper-level devices, which ensures data exchange with top-level devices on separate lines from individual ports of the main and backup processor units, which increases the reliability and security of the device.

Процессорные блоки могут быть подключены дублирующими оптоволоконными каналами к устройствам верхнего уровня.The processor units can be connected by duplicating fiber optic channels to upper-level devices.

В контроллере могут быть установлены основной и резервный блоки питания процессорных блоков, основной и резервный блоки питания коммутаторов RS-485, основной и резервный блоки питания коммутаторов Ethernet и медиаконвертеров, причем вышеуказанные блоки питания соединены соответственно с основным и резервным автоматическими выключателями дифференциального тока (далее - АВДТ), подключенными через сетевой фильтр к сети электропитания ~220 В (±15%) 50 Гц (±6%).The main and backup power supplies of the processor units, the primary and backup power supplies of the RS-485 switches, the primary and backup power supplies of the Ethernet switches and media converters can be installed in the controller, and the above power supplies are connected respectively to the primary and backup automatic differential current circuit breakers (hereinafter - AEDT) connected through a line filter to the mains ~ 220 V (± 15%) 50 Hz (± 6%).

Каждый коммутатор канала RS-485 может содержать 10 портов для соединения с устройствами нижнего уровня, что обеспечивает расширение функциональных возможностей заявленного контроллера.Each RS-485 channel switch can contain 10 ports for connecting with lower-level devices, which provides enhanced functionality of the claimed controller.

В качестве устройства нижнего уровня могут быть использованы блоки или устройства детектирования, например, блок БДМГ-100-07, БОП-04м, или УДА-1АБ, или УДГ-1Б, или УДИ-1Б, или АРГ-31.2.As the lower level device, detection blocks or devices can be used, for example, the BDMG-100-07, BOP-04m, or UDA-1AB, or UDG-1B, or UDI-1B, or ARG-31.2 block.

В качестве устройств верхнего уровня автоматизированной системы могут быть использованы устройства, входящие в состав АСУ ТП, например, автоматизированное рабочее место системы радиационного контроля (АРМ СРК) или сервер системы радиационного контроля (сервер СРК) или автоматизированное рабочее место системы верхнего блочного уровня (АРМ СВБУ) или автоматизированное рабочее место системы верхнего станционного уровня (АРМ СВСУ).As top-level devices of an automated system, devices that are part of an automated process control system can be used, for example, an automated workstation of a radiation control system (AWS SRK) or a server of a radiation control system (server AWS) or an automated workstation of a system of upper block level (AWS SVB ) or an automated workstation of the upper station level system (AWS SSSU).

К процессорным блокам по интерфейсу USB может быть подключена система мониторинга, подключенная к сетевому фильтру, которая может содержать датчики давления, температуры, влажности для контроля параметров микроклимата внутри устройства, датчик открытия двери для исключения несанкционированного доступа к ПО и аппаратному обеспечению, осуществляющая контроль питания устройств, входящих в состав конструкции контроллера, для определения их состояния, а также может обеспечивать дублирование питания резервного процессорного блока для повышения надежности работы оборудования.A monitoring system connected to a surge protector can be connected to the processor units via the USB interface, which can contain pressure, temperature, and humidity sensors to monitor microclimate parameters inside the device, a door open sensor to prevent unauthorized access to software and hardware, which controls the power of devices included in the design of the controller, to determine their status, and can also provide duplication of power supply of the backup processor unit for sheniya reliability of the equipment.

Кроме того, элементы конструкции контроллера могут быть установлены внутри корпуса контроллера на DIN-рейках для обеспечения удобства монтажа и доступа к элементам.In addition, the structural elements of the controller can be mounted inside the controller housing on DIN rails to ensure ease of installation and access to the elements.

Описание чертежейDescription of drawings

Заявленное изобретение поясняется чертежами, где изображено следующее:The claimed invention is illustrated by drawings, which depict the following:

На фиг. 1 - блок-схема исполнения контроллера;In FIG. 1 is a block diagram of a controller;

На фиг. 2 - блок-схема частного варианта исполнения контроллера.In FIG. 2 is a block diagram of a particular embodiment of a controller.

Позициями на фигурах обозначены:The positions in the figures indicated:

1) Корпус1) Case

2) Первое устройство нижнего уровня (НУ)2) First lower level device (NU)

3) Второе устройство нижнего уровня (НУ)3) Second lower level device (NU)

4) Первый коммутатор RS-4854) First RS-485 switch

5) Второй коммутатор RS-4855) Second RS-485 switch

6) Коммутатор Ethernet основного канала6) Main Channel Ethernet Switch

7) Коммутатор Ethernet резервного канала7) Ethernet switch redundant channel

8) Процессорный блок основного канала8) CPU unit of the main channel

9) Процессорный блок резервного канала9) CPU unit of the backup channel

10) Устройство верхнего уровня (ВУ)10) The upper level device (WU)

11) Сетевой фильтр11) Surge Protector

12) АВДТ основного канала12) AVDT of the main channel

13) АВДТ резервного канала13) AEDT backup channel

14) Блок питания основного канала первый14) The power supply unit of the main channel first

15) Блок питания резервного канала первый15) Power supply backup channel first

16) Блок питания основного канала второй16) The power supply of the main channel of the second

17) Блок питания резервного канала второй17) The power supply of the backup channel of the second

18) Блок питания коммутаторов RS-485 основной18) The power supply unit of the RS-485 switches main

19) Терминатор первого коммутатора RS-45819) Terminator of the first RS-458 switch

20) Терминатор второго коммутатора RS-48520) Terminator of the second RS-485 switch

21) Медиаконвертер основного канала (МК)21) Media Converter of the main channel (MK)

22) Медиаконвертер резервного канала (МК)22) Backup Channel Media Converter (MK)

23) Второе устройство верхнего уровня (ВУ)23) The second upper level device (WU)

24) Блок питания основного канала третий24) The power supply unit of the main channel is the third

25) Блок питания основного канала четвертый25) The main channel power supply fourth

26) Блок питания резервного канала третий26) Power supply backup channel third

27) Блок питания резервного канала четвертый27) Fourth backup power supply unit

28) Система мониторинга28) Monitoring system

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг. 1 приведен контроллер, который исполнен в корпусе 1. Данные от устройств нижнего уровня 2,3 по каналам RS-485 поступают на объединенные между собой коммутаторы RS-485 4,5, где данные преобразуются для передачи по каналам Ethernet 100 Base ТХ, после чего по каналам Ethernet 100 Base ТХ через основной 6 и резервный 7 коммутаторы Ethernet данные передаются на основной 8 и резервный 9 процессорные блоки. Процессорные блоки 8, 9 производят обработку поступивших на них данных и передают по основному и резервному каналам Ethernet 100 Base ТХ через основной 6 и резервный 7 коммутаторы Ethernet на устройство верхнего уровня 10, например, АРМ.In FIG. 1 shows the controller, which is executed in the housing 1. Data from lower-level devices 2,3 via RS-485 channels is fed to interconnected RS-485 4,5 switches, where the data is converted for transmission via Ethernet 100 Base TX channels, and then via Ethernet 100 Base TX through the main 6 and standby 7 Ethernet switches data is transferred to the main 8 and standby 9 processor units. The processor units 8, 9 process the data received on them and transmit via the main and backup Ethernet 100 Base TX channels through the main 6 and 7 backup Ethernet switches to a top-level device 10, for example, an automated workstation.

Питание контроллера осуществляется от сети ~220 В (±15%) 50 Гц (±6%). Питание поступает на сетевой фильтр 11, откуда распределяется на АВДТ 12,13 для питания основного и резервного каналов. От АВДТ основного канала 12 питание поступает на блок питания 14, обеспечивающий преобразование напряжения для питания основного процессорного блока 8, на блок питания 16, обеспечивающий преобразование напряжения для питания коммутатора Ethernet основного канала 6 и на блок питания 18, обеспечивающий питание коммутаторов RS-485. От АВДТ резервного канала 13 питание поступает на блок питания 15, обеспечивающий преобразование напряжения для питания резервного процессорного блока 9 и на блок питания 17, обеспечивающий преобразование напряжения для питания коммутатора Ethernet резервного канала 7.The controller is powered by ~ 220 V (± 15%) 50 Hz (± 6%). The power is supplied to the line filter 11, from where it is distributed to the AVDT 12.13 to power the main and backup channels. From the CBA of the main channel 12, the power is supplied to the power supply 14, which provides voltage conversion for powering the main processor unit 8, to the power supply 16, which provides voltage conversion to power the Ethernet switch of the main channel 6 and to the power supply 18, which provides power to the RS-485 switches. Power is supplied from the backup channel 13 AEDT to the power supply unit 15, which provides voltage conversion to power the backup processor unit 9 and to the power supply unit 17, which provides voltage conversion to power the Ethernet switch of the backup channel 7.

На фиг. 2 приведен частный вариант исполнения контроллера. Контроллер исполнен в корпусе 1. Данные от устройств нижнего уровня 2,3 по каналам RS-485 поступают на терминаторы 19,20, соответственно соединенные с объединенными между собой коммутаторами RS-485 4,5, где данные преобразуются для передачи по каналам Ethernet 100 Base ТХ, после чего по каналам Ethernet 100 Base ТХ через основной 6 и резервный 7 коммутаторы Ethernet данные передаются на основной 8 и резервный 9 процессорные блоки. Также контроллер содержит систему мониторинга 28, включающую датчики температуры, влажности, давления, датчик открытия двери контроллера, а также обеспечивает контроль параметров питания. Информация, собранная системой мониторинга 28 по каналам USB также передается на процессорные блоки 8,9. Процессорные блоки 8,9 производят обработку поступивших на них данных и передают по основному и резервному каналам Ethernet 100 Base ТХ на устройство верхнего уровня, а также, через медиаконвертеры основного 21 и резервного 22 каналов по каналу Ethernet 100 Base FX, на второе устройство верхнего уровня 23, например, СВБУ.In FIG. 2 shows a private version of the controller. The controller is executed in housing 1. Data from lower-level devices 2,3 is transmitted via RS-485 channels to 19,20 terminators, respectively connected to RS-485 4,5 switches connected to each other, where data is converted for transmission via Ethernet 100 Base channels TX, after which Ethernet 100 Base TX channels through the main 6 and standby 7 Ethernet switches transfer data to the main 8 and standby 9 processor units. The controller also contains a monitoring system 28, including temperature, humidity, pressure sensors, a sensor for opening the door of the controller, and also provides control of power parameters. Information collected by the monitoring system 28 via USB is also transmitted to the processor units 8.9. The processor units 8.9 process the data received on them and transfer them via the primary and backup Ethernet 100 Base TX to the top-level device, as well as through the media converters of the primary 21 and backup 22 channels via the Ethernet 100 Base FX, to the second top-level device 23, for example, SSB.

Питание контроллера осуществляется от сети ~220 В (±15%) 50 Гц (±6%). Питание поступает на сетевой фильтр 11, откуда распределяется на АВДТ 12,13 для питания основного и резервного каналов. От АВДТ основного канала 12 питание поступает на блок питания 14, обеспечивающий преобразование напряжения для питания основного процессорного блока 8, на блок питания 16, обеспечивающий преобразование напряжения для питания коммутатора Ethernet основного канала 6 и медиаконвертер основного канала 21, а также на блоки питания 24 и 25 основного канала, обеспечивающие преобразование напряжения для питания датчиков, установленных в системе мониторинга 28, конвертеров RS-485 4,5, а также питания резервного процессорного блока 9. От АВДТ резервного канала 13 питание поступает на блок питания 17, обеспечивающий преобразование напряжения для питания коммутатора Ethernet резервного канала 7 и медиаконвертер резервеного канала 22, а также на блоки питания 26 и 27 резервного канала, обеспечивающие преобразование напряжения для дублирования питания датчиков, установленных в системе мониторинга 28, а также дублирования питания резервного процессорного блока 9.The controller is powered by ~ 220 V (± 15%) 50 Hz (± 6%). The power is supplied to the line filter 11, from where it is distributed to the AVDT 12.13 to power the main and backup channels. From the CBA of the main channel 12, the power is supplied to the power supply 14, which provides voltage conversion for powering the main processor unit 8, to the power supply 16, which provides voltage conversion to power the Ethernet switch main channel 6 and the media converter of the main channel 21, as well as power supplies 24 and 25 of the main channel, providing voltage conversion for powering the sensors installed in the monitoring system 28, RS-485 4,5 converters, as well as powering the backup processor unit 9. From the backup channel 13 the power is supplied to the power supply 17, which provides voltage conversion for powering the Ethernet switch of the backup channel 7 and the media converter of the redundant channel 22, as well as to the power supplies 26 and 27 of the backup channel, which provide voltage conversion to duplicate the power of the sensors installed in the monitoring system 28, and power redundancy of the backup processor unit 9.

Примеры конкретной реализацииSpecific implementation examples

Контроллер может быть выполнен в следующем виде.The controller can be made in the following form.

В качестве шкафа может быть использован Компактный распределительный шкаф Rittal АЕ-1090.500, внутри которого установлено 3 коммутатора RS-485 PDS-5105D-MTCP, преобразующие поступающие на них сигналы и передающие их по дублированным каналам Ethernet 100 Base-Tx на основной и резервный коммутаторы Ethernet, например, SWD-42F-MM-SC, откуда данные по каналам Ethernet 100 Base-TX поступают на основной и резервный процессорные блоки NANO-ULT3-C-R10, в которых происходит обработка данных, поступивших от устройств нижнего уровня. Далее сигнал через порты 1 основного и резервного процессорных блоков по основному и резервному каналам Ethernet 100 Base-TX поступают на соответственно основной и резервный коммутаторы Ethernet SWD-42F-MM-SC. Преобразованный сигнал с коммутаторов SWD-42F-MM-SC по каналам Ethernet 100 Base-TX поступает на автоматизированное рабочее место системы радиационного контроля.As a cabinet, the Rittal AE-1090.500 Compact Switchboard can be used, inside which 3 RS-485 PDS-5105D-MTCP switches are installed, converting the signals arriving at them and transmitting them via redundant Ethernet 100 Base-Tx channels to the main and backup Ethernet switches , for example, SWD-42F-MM-SC, from where data on Ethernet 100 Base-TX channels go to the main and backup processor units NANO-ULT3-C-R10, in which data from the lower-level devices is processed. Further, the signal through ports 1 of the main and standby processor units via the main and standby Ethernet 100 Base-TX channels is fed to the main and standby Ethernet switches SWD-42F-MM-SC, respectively. The converted signal from the SWD-42F-MM-SC switches via Ethernet 100 Base-TX channels is fed to the automated workstation of the radiation monitoring system.

Конфигурация процессорных блоков может осуществляется через ПЭВМ или устройства верхнего уровня по каналам Ethernet, RS-485 или каналам RS-232.The configuration of the processor units can be carried out through a PC or top-level devices via Ethernet, RS-485 or RS-232 channels.

Питание электрических схем контроллера осуществляется следующим образом. Питание от сети ~ 220 В 50 Гц поступает на сетевой фильтр, например, «Барьер-С1», после чего направляется на основной и резервный АВДТ Legrand DX3 1P+N-16-30mA. Далее питание от АВДТ поступает на основной и резервный блоки питания MDR 60-12, питающие процессорные блоки, а также на основной и резервный блоки питания MDR 20-24, питающие коммутаторы Ethernet и основной и резервный блоки питания MDR 40-24, питающие коммутаторы RS-485.The power supply of the electrical circuits of the controller is as follows. The mains supply ~ 220 V 50 Hz is supplied to a surge protector, for example, Barrier-C1, after which it is sent to the Legrand DX3 1P + N-16-30mA main and backup circuit breakers. Further, the power from the AEDT is supplied to the primary and backup MDR 60-12 power supplies, the processor units, as well as to the primary and backup MDR 20-24 power supplies, the Ethernet switches and the primary and backup MDR 40-24 power supplies, the RS switches -485.

Еще одним вариантом исполнения контроллера является следующий. В качестве шкафа может быть использован компактный распределительный шкаф Rittal АЕ-1090.500, внутри которого установлено 3 коммутатора RS-485 PDS-5105D-MTCP, преобразующие поступающие на них сигналы и передающие их по дублированным каналам Ethernet 100 Base-TX на основной и резервный коммутаторы Ethernet, например, SWD-42F-MM-SC, откуда данные по каналам Ethernet 100 Base-TX поступают на основной и резервный процессорные блоки NANO-ULT3-C-R10, в которых происходит обработка данных, поступивших от устройств нижнего уровня. Также контроллер содержит систему мониторинга, включающую датчики температуры, влажности, давления, обеспечивающую контроль параметров питания, а также датчик открытия двери контроллера. Информация, собранная системой мониторинга по каналам USB также передается на процессорные блоки. Далее обработанная информация через независимые порты 1 основного и резервного процессорных блоков по основному и резервному каналам Ethernet 100 Base-TX поступает на соответственно основной и резервный коммутаторы Ethernet SWD-42F-MM-SC, после чего по каналам Ethernet 100 Base-TX поступает на автоматизированное рабочее место системы радиационного контроля, а через независимые порты 2 основного и резервного процессорных блоков по основному и резервному каналам Ethernet Base ТХ поступает на соответственно основной и резервный медиаконвертеры Моха IMC-101-M-SC-T, после чего преобразованный сигнал с коммутаторов Моха IMC-101-M-SC-T по каналам Ethernet 100 Base-FX передается на сервер системы радиационного контроля.Another embodiment of the controller is the following. As a cabinet, a Rittal AE-1090.500 compact distribution cabinet can be used, inside which there are 3 RS-485 PDS-5105D-MTCP switches, which convert the signals arriving at them and transmit them via redundant Ethernet 100 Base-TX channels to the primary and backup Ethernet switches , for example, SWD-42F-MM-SC, from where data on Ethernet 100 Base-TX channels go to the main and backup processor units NANO-ULT3-C-R10, in which data from the lower-level devices is processed. The controller also contains a monitoring system, including temperature, humidity, pressure sensors, providing control of power parameters, as well as a sensor for opening the controller door. Information collected by the monitoring system via USB channels is also transmitted to the processor units. Further, the processed information through the independent ports 1 of the main and standby processing units via the main and standby Ethernet 100 Base-TX channels is transmitted to the main and standby Ethernet switches SWD-42F-MM-SC, respectively, after which it goes through the Ethernet 100 Base-TX channels to the automated the workplace of the radiation monitoring system, and through the independent ports of the 2 main and backup processor units via the main and backup Ethernet channels, the Base TX passes to the primary and backup Mokha IMC-101-M-SC-T media converters, respectively, after which eobrazovanny signal switches Moh IMC-101-M-SC-T for Ethernet channels 100 Base-FX is transferred to the radiation control system server.

Питание электрических схем вышеуказанного исполнения контроллера осуществляется следующим образом. Питание от сети ~ 220 В 50 Гц поступает на сетевой фильтр, например, «Барьер-С1», после чего направляется на основной и резервный АВДТ Legrand DX3 1P+N-16-30mA. Далее питание от АВДТ поступает на блок питания MDR 60-12, обеспечивающий питание основного процессорного блока, основной и резервный блоки питания MDR 20-24, питающие коммутаторы Ethernet и медиаконвертеры, на основные блоки питания MDR 40-24, MDR 60-12 и, соответственно, резервные блоки питания MDR 40-24 и MDR 60-12, обеспечивающие питание и дублирование питания датчиков, установленных в системе мониторинга, коммутаторов RS-485, а также резервного процессорного блока.The power supply of the electrical circuits of the above controller is as follows. The mains supply ~ 220 V 50 Hz is supplied to a surge protector, for example, Barrier-C1, after which it is sent to the Legrand DX3 1P + N-16-30mA main and backup circuit breakers. Further, the power from the AVDT is supplied to the MDR 60-12 power supply unit, which provides power to the main processor unit, the MDR 20-24 main and backup power supplies, the Ethernet switchboards and media converters, to the MDR 40-24, MDR 60-12 main power supplies, and accordingly, redundant power supplies MDR 40-24 and MDR 60-12, providing power and duplication of power for sensors installed in the monitoring system, RS-485 switches, as well as a backup processor unit.

В приведенных выше исполнениях габаритные размеры контроллера не более:In the above versions, the overall dimensions of the controller are not more than:

- высота с учетом креплений - 1250 мм;- height taking into account fastenings - 1250 mm;

- ширина с учетом креплений - 800 мм;- width, taking into account fastenings - 800 mm;

- глубина с учетом креплений и замка - 350 мм.- Depth taking into account fastenings and the lock - 350 mm.

Нормальными климатическими условиями эксплуатации контроллера являются:Normal climatic conditions of the controller are:

- температура от 15 до 35 градусов по Цельсию;- temperature is from 15 to 35 degrees Celsius;

- влажность от 40 до 80%;- humidity from 40 to 80%;

- атмосферное давление от 84 до 107 кПа.- atmospheric pressure from 84 to 107 kPa.

Параметры устройств нижнего уровня: возможность подключения по каналу RS-485.Parameters of devices of the lower level: the ability to connect via RS-485.

Параметры устройств верхнего уровня: возможность подключения по каналу Ethernet или RS-485.Parameters of top-level devices: the ability to connect via Ethernet or RS-485.

Таким образом, конструкция заявленного контролирующего пункта ввода-вывода дискретных сигналов является надежной при эксплуатации, и обеспечивает высокую точность и эффективность при осуществлении контроля параметров устройств нижнего уровня и информационный обмен между устройствами нижнего и верхнего уровня.Thus, the design of the claimed control point of input-output of discrete signals is reliable during operation, and provides high accuracy and efficiency when monitoring the parameters of devices of the lower level and information exchange between devices of the lower and upper levels.

Claims (10)

1. Контролирующий пункт ввода-вывода дискретных сигналов, состоящий из корпуса, содержащего блоки питания, преобразователи последовательных интерфейсов RS-485, коммутаторы Ethernet, отличающийся тем, что в нем установлено не менее двух объединенных между собой программируемых преобразователей последовательных интерфейсов RS-485, выполненных с возможностью обеспечения сбора данных с устройств нижнего уровня и их конфигурирования по каналам RS-485, преобразования для дальнейшей передачи по каналам Ethernet в основной и резервный коммутаторы Ethernet, а также передачи данных, поступающих с основного и резервного коммутаторов Ethernet на устройства нижнего уровня по каналам RS-485, при этом основной и резервный коммутаторы Ethernet подключены по основному и резервному каналам Ethernet соответственно к основному и резервному процессорным блокам, а процессорные блоки выполнены с возможностью преобразования полученных данных по заданному алгоритму и передачи преобразованных данных через основной и резервный коммутаторы Ethernet на устройства верхнего уровня по каналам Ethernet, либо через основной и резервный коммутаторы Ethernet, соединенные с коммутаторами RS-485, на устройства верхнего уровня по каналам RS-485.1. The control point I / o discrete signals, consisting of a housing containing power supplies, converters serial interfaces RS-485, Ethernet switches, characterized in that it has at least two interconnected programmable converters serial interfaces RS-485, made with the ability to collect data from lower-level devices and configure them via RS-485 channels, conversion for further transmission via Ethernet channels to the primary and backup Ethernet switches, and the data coming from the primary and backup Ethernet switches to lower-level devices via RS-485 channels, while the primary and backup Ethernet switches are connected via the primary and backup Ethernet channels to the primary and backup processor units, and the processor units are capable of conversion received data according to a given algorithm and transferring the converted data through the primary and backup Ethernet switches to upper-level devices via Ethernet channels, or through the primary and backup ommutatory Ethernet, switches connected to RS-485, RS-485 on the channels at the upper level device. 2. Контролирующий пункт ввода-вывода дискретных сигналов по п. 1, отличающийся тем, что программируемые преобразователи последовательных интерфейсов RS-485 могут быть соединены с терминаторами для обеспечения согласованной нагрузки и защиты от электромагнитных помех на каналах.2. The control point of the input-output of discrete signals according to claim 1, characterized in that the programmable converters of the serial RS-485 interfaces can be connected to terminators to ensure a consistent load and protection against electromagnetic interference on the channels. 3. Контролирующий пункт ввода-вывода дискретных сигналов по п. 1, отличающийся тем, что он может производить обмен данными с любым устройством нижнего уровня, выполненным с возможностью соединения по каналу RS-485, а также с любым устройством верхнего уровня, выполненным с возможностью соединения по каналу Ethernet или RS-485.3. The control point of the input-output of discrete signals according to claim 1, characterized in that it can exchange data with any lower-level device configured to connect via RS-485 channel, as well as with any upper-level device configured to Ethernet or RS-485 connection. 4. Контролирующий пункт ввода-вывода дискретных сигналов по п. 1, отличающийся тем, что каждый программируемый преобразователь интерфейсов RS-485 содержит 10 портов для соединения с устройствами нижнего уровня.4. The control point of input-output of discrete signals according to claim 1, characterized in that each programmable converter of RS-485 interfaces contains 10 ports for connection with lower-level devices. 5. Контролирующий пункт ввода-вывода дискретных сигналов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве устройства нижнего уровня может быть использован блок или устройство детектирования.5. The control point of the input-output of discrete signals according to claim 1, characterized in that a block or a detection device can be used as a lower level device. 6. Контролирующий пункт ввода-вывода дискретных сигналов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве устройств верхнего уровня может быть использовано устройство, входящее в состав АСУ ТП.6. The control point of the input-output of discrete signals according to claim 1, characterized in that as a top-level device, a device that is part of an industrial control system can be used. 7. Контролирующий пункт ввода-вывода дискретных сигналов по п. 1, отличающийся тем, что он содержит систему мониторинга, состоящую из датчиков давления, температуры, влажности, открытия дверцы и осуществляющую контроль питания устройств, входящих в состав конструкции контроллера, для определения их состояния и возможного доступа к ним, соединенную с процессорными блоками.7. The control point of the input-output of discrete signals according to claim 1, characterized in that it contains a monitoring system consisting of pressure, temperature, humidity, door openers and controls the power supply of devices included in the controller design to determine their status and possible access to them, connected to the processor units. 8. Контролирующий пункт ввода-вывода дискретных сигналов по п. 1, отличающийся тем, что элементы конструкции контроллера установлены внутри корпуса устройства на DIN-рейках.8. The control point of input-output of discrete signals according to claim 1, characterized in that the structural elements of the controller are installed inside the device housing on DIN rails. 9. Контролирующий пункт ввода-вывода дискретных сигналов по п. 1, отличающийся тем, что к процессорным блокам, программируемым преобразователям последовательных интерфейсов RS-485 и коммутаторам Ethernet подключены блоки питания, а также дублирующие блоки питания, соединенные с автоматическими выключателями дифференциального тока, подключенными через сетевой фильтр к сети электропитания.9. The control point of input-output of discrete signals according to claim 1, characterized in that power units are connected to the processor units, programmable converters of serial RS-485 interfaces and Ethernet switches, as well as redundant power units connected to the differential current circuit breakers connected through the line filter to the power supply network. 10. Контролирующий пункт ввода-вывода дискретных сигналов по п. 9, отличающийся тем, что в нем установлены основной и резервный медиаконвертеры, выполненные с возможностью передачи поступающих с процессорных блоков преобразованных данных на устройство верхнего уровня по каналам Ethernet 100 Base-FX, подключенные соответственно к основному и резервному блокам питания коммутаторов Ethernet.10. The control point of input-output of discrete signals according to claim 9, characterized in that it has primary and backup media converters configured to transmit converted data coming from the processor units to the upper level device via Ethernet 100 Base-FX channels, respectively connected to the primary and backup power supplies of Ethernet switches.
RU2019130457A 2019-09-26 2019-09-26 Discrete signals input-output control center RU2714025C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019130457A RU2714025C1 (en) 2019-09-26 2019-09-26 Discrete signals input-output control center
PCT/RU2020/000458 WO2021061008A1 (en) 2019-09-26 2020-08-27 Discrete signal input/output control point

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019130457A RU2714025C1 (en) 2019-09-26 2019-09-26 Discrete signals input-output control center

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2714025C1 true RU2714025C1 (en) 2020-02-11

Family

ID=69625898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019130457A RU2714025C1 (en) 2019-09-26 2019-09-26 Discrete signals input-output control center

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2714025C1 (en)
WO (1) WO2021061008A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU217403U1 (en) * 2023-02-27 2023-03-30 Игорь Давидович Долгий Block for inputting discrete signals of a distributed controlled point

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115576279A (en) * 2022-10-11 2023-01-06 国核自仪系统工程有限公司 Data signal conversion apparatus and data signal conversion system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2279117C2 (en) * 2004-08-04 2006-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "КОМПЛЕКСЫ и СИСТЕМЫ" (ООО НПП "КОМПЛЕКСЫ и СИСТЕМЫ") Complex of software-hardware means for automation of control over technological processes
CN2891495Y (en) * 2006-04-07 2007-04-18 中国航天科技集团公司第一研究院第十二研究所 Communication network of launch vehicle test launch control system
RU70733U1 (en) * 2007-08-16 2008-02-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Малое Научно-Производственное Предприятие "Сатурн" INTEGRATED SECURITY AND MANAGEMENT SYSTEM "SOS-95"
RU2604362C1 (en) * 2015-07-07 2016-12-10 Закрытое акционерное общество "СКБ ОРИОН" Information control system of automated control system for preparation of propulsion systems and process equipment of space rockets within technical and launching complexes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2279117C2 (en) * 2004-08-04 2006-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "КОМПЛЕКСЫ и СИСТЕМЫ" (ООО НПП "КОМПЛЕКСЫ и СИСТЕМЫ") Complex of software-hardware means for automation of control over technological processes
CN2891495Y (en) * 2006-04-07 2007-04-18 中国航天科技集团公司第一研究院第十二研究所 Communication network of launch vehicle test launch control system
RU70733U1 (en) * 2007-08-16 2008-02-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Малое Научно-Производственное Предприятие "Сатурн" INTEGRATED SECURITY AND MANAGEMENT SYSTEM "SOS-95"
RU2604362C1 (en) * 2015-07-07 2016-12-10 Закрытое акционерное общество "СКБ ОРИОН" Information control system of automated control system for preparation of propulsion systems and process equipment of space rockets within technical and launching complexes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU217403U1 (en) * 2023-02-27 2023-03-30 Игорь Давидович Долгий Block for inputting discrete signals of a distributed controlled point
RU217540U1 (en) * 2023-03-01 2023-04-04 Игорь Давидович Долгий Block for generating control discrete actions of a distributed controlled point

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021061008A1 (en) 2021-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2398322C1 (en) Supply bus system
US7301738B2 (en) Method and apparatus for minimally invasive network monitoring
AU2015203684B2 (en) Modular telecontrol equipment
US9515459B2 (en) Power supply module for modular telecontrol equipment and equipment comprising same
JP2021077407A (en) Apparatus to communicatively couple three-wire field devices to controllers in process control system
CN102640388B (en) I/O module
US7940508B2 (en) Inherently safe modular control system
BR112016028325B1 (en) UNIVERSAL I/O INTERPOSITION SYSTEM
JP2012510093A5 (en)
EP3235103B1 (en) Modular uninterruptible power supply and power distribution system
KR20080100295A (en) Gateway Architecture for Substation Automation
CN102474095A (en) Substation automation system with remote redundant protection function
KR101506274B1 (en) Network interface based redundant RTU to support the expansion of the input and output
RU2714025C1 (en) Discrete signals input-output control center
US11063426B2 (en) Intrinsic safety (IS) barriers mountable on terminal blocks of input/output (I/O) modules or other devices
CN106685197A (en) Optical fiber communication interface circuit for modular multilevel converter bridge arm power module
AU2003278616A1 (en) Temperature monitoring system for electrical equipment
RU2737862C1 (en) Digital substation control system
JP6097148B2 (en) Power conditioner and distributed system including the power conditioner
WO2021112707A1 (en) Housing of a controller with a built-in data bus
KR101884120B1 (en) Duplex communication module possible fast switching and protection relay system using the same
WO2020126937A1 (en) Power strip with integrated automatic transfer switch
US20230145122A1 (en) Profile cable switching
WO2025008184A1 (en) An i/o switch device
Roostaee et al. Reliability Comparison of Various Power Substation Automation based on IEC61850