Підсистема моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу регіна

Реферат: Підсистема моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА містить дешифратор. В підсистему введено шифратор, чотирипортовий модуль, мікропроцесор, таймер, ключі, запам'ятовуючий пристрій, два дешифратори, приймач сигналів часу. UA 73365 U (12) UA 73365 U UA 73365 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області обчислювальної техніки, автоматики та вимірювальної техніки і може бути використана для моніторингу силових електричних мереж залізниць, що забезпечують постачання електроенергії на тягу, а також живлення технологічного обладнання залізничної автоматики, з метою реєстрації доаварійних, аварійних і після аварійних режимів системи захисту силового електричного обладнання тягових підстанцій. Відомий пристрій [1] за своєю технічною суттю є системою оцінювання невизначеності вимірювання, яка включає блок пам'яті, блок введення даних, блок керування, блок розрахунку невизначеності вимірювання, блок виділення суттєвих складових невизначеності, блок виведення результатів, причому вихід блока введення даних підключений до входу блока керування, вихід якого підключений до входів блока розрахунку невизначеності, блок пам'яті, блок виведення результатів, а вхід блока виділення суттєвих складових невизначеності вимірювання підключений до виходу блока введення даних. Недоліком даного пристрою є обмежені функціональні можливості, в зв'язку з тим, що в відомому пристрої не виконуються функції моніторингу та реєстрації дискретної інформації доаварійних, аварійних та після аварійних режимів, що надходить з системи захисту на силові електричні мережі залізниць постійного струму електропостачання на тягу. Відомий пристрій [2], який виконує функції моніторингу як складових виробничих процесів, що включає блок попереднього дослідження стану технологічного процесу, блок аналізу та керування процесами, блок регулярного моніторингу показників якості складового технологічного процесу, причому вихід блока попереднього дослідження стану технологічного процесу підключено до блока аналізу та керування процесами і блока корегування дій, що зв'язані базою знань. Недоліком відомого пристрою є обмежені функціональні можливості, в зв'язку з тим, що в відомому пристрої не виконуються функції моніторингу дискретної інформації системи захисту мереж постійного струму, що реалізують електропостачання потягів в нормальних і аварійних умовах. Найбільш близьким за своєю технічною суттю є цифрова система керування [3], що складається з схеми керування, багаторозрядного цифрового лічильного каналу, групи схем диз’юнкторів і чотирьох груп схем І, причому вихід групи схем диз’юнкторів з'єднаний з входами дешифратора, а вихід першої і другої груп схем І з'єднані з нульовими входами розрядів першого багато розрядного цифрового лічильного каналу. Недоліком даного пристрою є обмежені функціональні можливості, низька надійність і рівень діагностування в зв'язку з тим, що в відомому пристрої не виконується з єдиних інформаційних позицій моніторинг дискретних сигналів, що надходять з системи релейного захисту на управління мережею електропостачання постійного і змінного струму залізниць, не проводиться реєстрація доаварійного, аварійного і післяаварійного режиму роботи системи захисту силової мережі з прив'язкою до часу для проведення аналізу, і визначення місця аварії, яка може статися в силовій електричній мережі на великих відстанях між тяговими підстанціями. В основу корисної моделі поставлена задача створення підсистеми моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА з розширеними функціональними можливостями, збільшення рівня надійність і можливості діагностування в якій, за рахунок введення нових блоків і зв'язків між ними, відкривається можливість реалізації моніторингу дискретних сигналів, що надходять з системи релейного захисту на управління тяговою мережею електропостачання, а також реєстрації доаварійних, аварійних і після аварійних режимів функціонування системи релейного захисту з прив'язкою до часу з метою проведення аналізу аварійних режимів, визначення відстані до місця аварії і реалізації прогнозу залишкового ресурсу силового електричного обладнання, зокрема високовольтних вимикачів. Поставлена задача вирішується шляхом включення до підсистеми моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА шифратора, чотирипортового модуля, мікропроцесора, таймера, ключів, запам'ятовуючого пристрою, двох дешифраторів, приймача сигналів часу, причому вихід шини адреси першого порту мікропроцесора підключений f- старшими розрядами до входу адреси першого дешифратора і (n-f)- молодшими розрядами до входу адреси другого дешифратора, стробуючі входи яких об'єднані і підключені до сорбуючого виходу мікропроцесора, ключі виконані у вигляді матриці (n(n-f)), перші управляючі входи кожного і-го (і=1,2,.. f) стовпця ключів матриці підключені до іго виходу першого дешифратора, другі управляючі входи кожної j-i (j=1,2,.. (n-f)) строчки матриці ключів підключені до j-ro виходу другого дешифратора, виходи ключів з'єднані з відповідними входами шифратора, підключеного своїм виходом з входом шини даних запам'ятовуючого пристрою, таймера, чотирипортового модуля, приймача сигналів часу і виходом шини даних другого порту мікропроцесора, шина адреси третього порту мікропроцесора підключена s 1 UA 73365 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 старшими розрядами до шини адреси третього дешифратора і (m-s)-, молодшими розрядами до шини адреси таймера, чотирипортового модуля, запам'ятовуючого пристрою, приймача сигналів часу, виходи третього дешифратора підключені до відповідних входів вибору кристала таймера, чотирипортового модуля, запам'ятовуючого пристрою, приймача сигналів часу, входи запису і читання якого з'єднані відповідно з виходами запису і читання мікропроцесора і входами запису і читання чотирипортового модуля, запам'ятовуючого пристрою, таймера, інформаційні входи ключів являються відповідними інформаційними входами підсистеми, а виходами її є виходи чотирипортового модуля. На фіг. 1 наведено структурну схему підсистеми моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА, на фіг. 2 наведено блок-схему алгоритму функціонування підсистеми моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційнодіагностичного комплексу РЕГІНА. Підсистема моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА (фіг. 1) включає мікропроцесор 1, дешифратори 2, шифратор 3, чотирипортовий модуль 4, ключі 5, приймач сигналів часу 6, таймер 7, запам'ятовуючий пристрій 8. Вихід шини адреси першого порту мікропроцесора 1 підключений f-старшими розрядами до входу адреси першого дешифратора 2 і (n-f)-молодшими розрядами до входу адреси другого дешифратора 2, стробуючі входи яких об'єднані і підключені до сорбуючого виходу мікропроцесора 1. Ключі 5 виконані у вигляді матриці (n(n-f)), перші управляючі входи кожного і-го (і=1,2,.. f) стовпця ключів 5 матриці підключені до і-го виходу першого дешифратора 2, другі управляючі входи кожної j-ϊ (j=1,2,.. (n-f)) строчки матриці ключів 5 підключені до j-гo виходу другого дешифратора 2. Виходи ключів 5 з'єднані з відповідних входів шифратора 3, підключеного своїм виходом з входом шини даних запам'ятовуючого пристрою 8, таймера 7, чотирипортового модуля 4, приймача сигналів часу 6 і виходом шини даних другого порту мікропроцесора 1. Шина адреси третього порту мікропроцесора 1, підключена s- старшими розрядами до шини адреси третього дешифратора 2 і (m-s)- молодшими розрядами до шини адреси таймера 7, чотирипортового модуля 4, запам'ятовуючого пристрою 8, приймача сигналів часу 6. Виходи третього дешифратора 2 підключені до відповідних входів вибору кристала таймера 7, чотирипортового модуля 4, запам'ятовуючого пристрою 8, приймача сигналів часу 6. Входи запису і читання приймача сигналів часу 6 з'єднані відповідно з виходами запису і читання мікропроцесора 1 та входами запису і читання чотирипортового модуля 4, запам'ятовуючого пристрою 8, таймера 7. Інформаційні входи ключів 5 являються відповідними інформаційними входами підсистеми, виходами якої є виходи чотирипортового модуля 4. Мікропроцесор 1 підсистеми моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА (фіг. 1) виконаний, наприклад, у вигляді однокристального мікропроцесора КМ1816ВЕ51. Чотирипортовий модуль 4 підсистеми моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА (фіг. 1) виконаний, наприклад, у вигляді інтегральної схеми ST16C554DCJ. Робота підсистеми моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА (фіг. 1) проводиться у відповідності з наведеною блок-схемою алгоритму роботи на фіг. 2. Після запуску підсистеми моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА вона працює постійно, згідно з алгоритмом (фіг. 2), в реальному часі. Проводиться інсталяція підсистеми моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГНА, а також обробляється процедура обміну інформацією. Якщо обмін інформацією між підсистемою (фіг. 1) і інформаційнодіагностичним комплексом РЕГІНА вищого рівня керування не проводиться, то підсистема запускається в роботу. Підсистема моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційнодіагностичного комплексу РЕГІНА (фіг.1) проводить в реальному часі постійний моніторинг дискретних сигналів, які надходять із датчиків системи захисту тягової електричної мережі релейного або мікропроцесорного захисту. Процедура моніторингу реалізується таким чином, що всі дискретні дані за період Τ записуються в пам'ять підсистеми моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА. В наступному такті роботи підсистеми, тобто, в T+t нові дискретні дані записуються в пам'ять на місце першого такту t, таким чином реалізується динамічний процес моніторингу дискретних даних. В процесі моніторингу постійно проводиться аналіз появи сигналів початку аварійного режиму в тяговій електричній системі. Якщо аварійний сигнал не надходить, то процес повторюється, тобто реалізується процедура слизького моніторингу дискретних сигналів системи релейного або мікропроцесорного захисту тягової мережі. В момент появи сигналу аварійного режиму в першу чергу фіксується інформація доаварійного режиму за період Т. Далі запускається таймер 7 в роботу на проміжок часу Т1=Т1+Т2. Реєструється сигнал світового часу із приймача сигналів часу 6 і синхронно за часом записується дискретна інформація, що відображає роботу системи 2 UA 73365 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 захисту впродовж аварійного режиму Т 2 і післяаварійного режиму Т 3. Через проміжок часу Т1 проводиться аналіз на появу сигналу кінця аварії. Якщо таки сигнал не надходив, то процес запису післяаварійного режиму продовжується. В тому випадку, коли сигнал кінця аварії надійшов з верхнього рівня управління, то реалізується передача дискретних даних доаварійного Т, аварійного Т 2 і післяаварійного Т3 режиму на систему керування тяговими мережами вищого рівня. Після передачі всієї інформації проводиться процедура на предмет можливості подальшого продовження моніторингу. У випадку неможливості проведення моніторингу, реалізується процедура кінця роботи і функціонування підсистеми припиняється. Якщо прийнято рішення продовжувати моніторинг, то знову проводиться інсталяція підсистеми моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА, а також обробляється процедура обміну інформацією з ними. При необхідності проводити обмін інформацією, реалізується аналіз читання інформації з підсистеми моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА чи тестування її. Якщо необхідно проводити читання даних, то в підсистемі моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА виконується процедура прийому даних, їх аналіз на предмет правильності передачі і в подальшому виконується процедура кінця зв'язку. Потім в підсистемі моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА проводиться аналіз на предмет продовження моніторингу дискретних сигналів і процес повторюється. В тому випадку, коли необхідно проводити тестування підсистеми моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА, то з системи керування тяговими мережами вищого рівня передається пакет тестів і проводиться процедура перевірки правильності її роботи. Якщо тест виконався, то в підсистемі моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА проводиться процедура післятестового контролю і процес роботи її продовжується згідно з алгоритмом (фіг. 2). В випадку невиконання в підсистемі моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА тестових програм, автоматично формується і передається інформація про неполадки в ній на вищий рівень керування і обробляється процедура кінця роботи. Завдяки введенню нових елементів та зв'язків між ними запропонована підсистема моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА вигідно відрізняється від прототипу. В прототипі звужені функціональні можливості, низька надійність і рівень діагностування, в зв'язку з цим на базі прототипу неможливо виконувати з єдиних інформаційних позицій моніторинг дискретних сигналів, що надходять з системи релейного захисту на управління мережею електропостачання постійного і змінного струму залізниць. У запропонованій підсистемі моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу РЕГІНА завдяки введенню нових елементів і зв'язків міх ними значно розширені функціональні можливості, збільшився рівень надійності і діагностування, завдяки спроможності виконання з єдиних інформаційних позицій моніторингу дискретних сигналів, що надходять з системи релейного або мікропроцесорного захисту на управління тяговою мережею електропостачання. Крім того, в запропонованій підсистемі стало можливим проводити реєстрацію доаварійних, аварійних і післяаварійних режимів функціонування системи релейного захисту з прив'язкою до часу з метою проведення аналізу аварійних режимів, визначення відстані до місця аварії і прогнозувати залишковий ресурс силового електричного обладнання, зокрема, високовольтних вимикачів. Література 1. Система оцінювання невизначеності вимірювання, G06F17/18, патент України № 41541. Промислова власність, Офіційний бюлетень №10, 2009 р. 2. Система моніторингу якості складових виробничих процесів G07C3/14, патент України № 61504. Промислова вартість. Офіційний бюлетень №14, 2011р. 3. Цифрова система керування, G06F11/00, патент України №62024. Промислова власність. Офіційний бюлетень № 12, книга 1, 2003 р. (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Підсистема моніторингу і вводу дискретної інформації інформаційно-діагностичного комплексу, що містить дешифратор, яка відрізняється тим, що в неї введено шифратор, чотирипортовий модуль, мікропроцесор, таймер, ключі, запам'ятовуючий пристрій, два дешифратори, приймач сигналів часу, причому вихід шини адреси першого порту мікропроцесора підключений fстаршими розрядами до входу адреси першого дешифратора і (n-f)-молодшими розрядами до входу адреси другого дешифратора, стробуючі входи яких об'єднані і підключені до сорбуючого 3 UA 73365 U 5 10 15 виходу мікропроцесора, ключі виконані у вигляді матриці (n(n-f)), перші управляючі входи кожного і-го (і=1,2,.. f) стовпця ключів матриці підключені до і-го виходу першого дешифратора, другі управляючі входи кожної j-ϊ (j=1,2,.. (n-f)) строчки матриці ключів підключені до j-ro виходу другого дешифратора, виходи ключів з'єднані з відповідними входами шифратора, підключеного своїм виходом з входом шини даних запам'ятовуючого пристрою, таймера, чотирипортового модуля, приймача сигналів часу і виходом шини даних другого порту мікропроцесора, шина адреси третього порту мікропроцесора, підключена s-старшими розрядами до шини адреси третього дешифратора і (m-s)-молодшими розрядами до шини адреси таймера, чотирипортового модуля, запам'ятовуючого пристрою, приймача сигналів часу, виходи третього дешифратора підключені до відповідних входів вибору кристала таймера, чотирипортового модуля, запам'ятовуючого пристрою, приймача сигналів часу, входи запису і читання якого з'єднані відповідно з виходами запису і читання мікропроцесора і входами запису і читання чотирипортового модуля, запам'ятовуючого пристрою, таймера, інформаційні входи ключів являються відповідними інформаційними входами підсистеми, а виходами її є виходи чотирипортового модуля. 4 UA 73365 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5