универсальный комплекс обработки информации

Формула изобретения

Универсальный комплекс обработки информации, характеризующийся тем, что он выполнен в двухмодульном исполнении: в верхнем модуле размещено силовое оборудование, в нижнем - оборудование обработки информации, верхний модуль содержит в своем составе стабилизатор напряжения, блоки питания основных узлов комплекса, к которым относятся универсальное устройство обработки информации, устройство связи, настраиваемый коммутатор, климатический комплекс, термоэлектрические преобразователи, а также две фильтрующие перегородки, с установленным на одной из них кулером, два внешних охладителя с принудительным обдувом, 5 изолированных по классу защиты IP54 ввода стандарта 8Р8С, один высокочастотный разъем для антенны модуля связи, ввод электрического питания и нижний модуль, содержащий в своем составе универсальное устройство обработки информации, причем в нем предусмотрена возможность расширения объема памяти, для использования комплекса в качестве сервера данных, т.е. хранилища состояний объекта работы/слежения, устройство связи - 3G роутер для осуществления беспроводной связи, настраиваемый коммутатор для осуществления проводного подключения, климатический комплекс, состоящий из двух внутренних охладителей с принудительным обдувом, двух термостатов «на охлаждение» и «на нагрев», электрического нагревателя для шкафов автоматизации, двух термоэлектрических преобразователей, позволяющий оптимизировать параметры среды во внутреннем, изолированном объеме нижнего модуля, комплекс обработки информации выполнен по классу защиты не ниже IP54 для верхнего модуля и IP65 для нижнего модуля, из материалов, экранирующих внутренние элементы комплекса от электромагнитных полей, модульная архитектура комплекса позволяет оптимизировать его состав под конкретные задачи, к числу которых можно отнести: использование при осуществлении обработки информации, необходимой для поддержания работоспособности автоматизированных технологических процессов, обработки данных с периферийных устройств, использования в качестве первичного комплекса обработки информации при построении систем диагностики и мониторинга, использования для хранения информации и в качестве независимого трансферного устройства, имеющего возможность подключения/использования в беспроводных/проводных системах и сетях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области информационных технологий, в частности к вычислительной и информационно-вычислительной технике, и может быть использовано в автоматизированных системах управления техническими параметрами промышленных объектов, в частности в автоматизированных диагностических системах, работающих как независимо, так и в составе многоуровневых информационно-управляющих систем, распределенных на больших территориях и не имеющих проводных линий связи.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является беспроводная система мониторинга технических параметров промышленных объектов и способ его осуществления [патент № 2430399 (Российская Федерация), МПК http://www.sibpatent.ru/patent.asp?ptncls=G05B015/00&mpkcls=G05B015 http://www.sibpatent.ru/patent.asp «Беспроводная система мониторинга технических параметров промышленных объектов и способ его осуществления», авторы: В.М. Карюк, О.Б. Выскубенко; патентообладатель: ЗАО «Объединение БИНАР», опубл. 27.09.11], содержащая базовую радиостанцию, снабженную электропитанием, соединенную беспроводным каналом с сенсорными модулями, в корпусе которых размещены источник питания, датчик физических величин, первичное устройство для передачи данных, сенсорные модули разбиты на группы и каждая группа связана с базовой радиостанцией беспроводной связью через маршрутизаторы, а базовая радиостанция связана проводным каналом с автоматическим рабочим местом, которое содержит в своем составе средства математической обработки получаемой информации и средства отображения результатов обработки информации, а также устройства накопления получаемой информации, а каждый сенсорный модуль дополнительно содержит электрически связанное с датчиком физических величин первичное устройство обработки данных, которое электрически связано с первичным устройством для передачи данных, а каждый из маршрутизаторов снабжен вторичным устройством обработки данных, при этом маршрутизаторы имеют возможность связываться между собой беспроводной связью.

Недостатками данной установки является то, что базовая радиостанция связана проводным каналом с автоматизированным рабочим местом (АРМ), кроме того, средства обработки получаемой информации расположены на АРМ и получаемая от датчиков информация в полном объеме транслируется через базовую радиостанцию на АРМ. Эти недостатки влекут за собой ограничение локализации использования системы и увеличение трафика и объема передаваемой информации, а также увеличение нагрузки на АРМ за счет необходимости обработки большого количества данных.

Технической задачей изобретения являются: увеличение эффективности эксплуатации и управления объектом контроля; повышение автономности системы управления техническими параметрами; уменьшение объема трафика между различными сегментами глобальной системы управления и мониторинга; уменьшение нагрузки на АРМ оператора.

Для решения технической задачи изобретения предложен универсальный комплекс обработки информации, характеризующийся тем, что он выполнен в двухмодульном исполнении: в верхнем модуле размещено силовое оборудование, в нижнем - оборудование обработки информации, верхний модуль содержит в своем составе стабилизатор напряжения, блоки питания основных узлов комплекса, к которым относятся универсальное устройство обработки информации, устройство связи, настраиваемый коммутатор, климатический комплекс, термоэлектрические преобразователи, а также две фильтрующие перегородки с установленным на одной из них кулером, два внешних охладителя с принудительным обдувом, 5 изолированных по классу защиты IP54 ввода стандарта 8Р8С, один высокочастотный разъем для антенны модуля связи, ввод электрического питания, нижний модуль, содержащий в своем составе универсальное устройство обработки информации, причем в нем предусмотрена возможность расширения объема памяти для использования комплекса в качестве сервера данных, т.е. хранилища состояний объекта работы/слежения, устройство связи - 3G роутер для осуществления беспроводной связи, настраиваемый коммутатор для осуществления проводного подключения, климатический комплекс состоящий из двух внутренних охладителей с принудительным обдувом, двух термостатов «на охлаждение» и «на нагрев», электрического нагревателя для шкафов автоматизации, двух термоэлектрических преобразователей, позволяющий оптимизировать параметры среды во внутреннем, изолированном объеме нижнего модуля, комплекс обработки информации выполнен по классу защиты не ниже IP54 для верхнего модуля и IP65 для нижнего модуля, из материалов, экранирующих внутренние элементы комплекса от электромагнитных полей, модульная архитектура комплекса позволяет оптимизировать его состав под конкретную задачу.

Технический результат изобретения заключается в возможности регистрирования, обработки, хранения и передачи информации, регулирования процессов по заложенному алгоритму. К области применения комплекса можно отнести: производственные предприятия, размещенные как в отдельном здании, так и в совокупности зданий; производственные предприятия или объекты, на территории которых созданы условия, в которых функционирование электронной техники затруднено (неподходящие климатические условия среды, наличие сторонних электромагнитных полей высокой напряженности и пр.).

На фиг. 1 показан вид общий универсального комплекса обработки информации.

Универсальный комплекс обработки информации (фиг. 1) выполнен в двухмодульном исполнении. В верхнем модуле размещены: выключатель автоматический 19, клемма винтовая 20, однофазный стабилизатор напряжения 12, блок питания модуля обработки информации 13, блок питания настраиваемого коммутатора 14, блок питания 3G роутера 16, блок питания кулеров климатической системы 15, блок питания термоэлектрических преобразователей 17, промышленная розетка для ввода электрического питания 18, фильтрующий вентилятор 10, фильтр выходной 11, два охладителя внешних с принудительным обдувом 6, изолированный модуль для подключения 3 патч-кордов с коннекторами стандарта 8Р8С 21, комбинированный изолированный модуль для подключения 2 патч-кордов с коннекторами стандарта 8Р8С и высокочастотного разъема для подключения антенны 22. В нижнем модуле размещены: модуль обработки информации 1, коммутатор настраиваемый 2, 3G роутер 3, термостат «на охлаждение» 8, термостат «на нагрев» 9, два охладителя внутренних с принудительным обдувом 5, элемент нагревательный для шкафов автоматизации 7. Между корпусами установлена герметизирующая мембрана с профильными отверстиями под термоэлектрические преобразователи (элементы Пельтье) 4.

Предложенный комплекс обработки информации работает следующим образом.

Для включения питания комплекса подключаем к промышленной розетке 18 специальный кабель питания и подаем напряжение, после чего напряжение подается на автоматический выключатель 19, который выполняет функцию защиты комплекса от чрезмерных скачков напряжения. С автоматического выключателя напряжение подается на стабилизатор напряжения 12, необходимый для выравнивания характеристик электрического тока, идущего на питание электронных модулей комплекса. Выход со стабилизатора напряжения выведен на блок клемм 20, куда подключены все питающие контуры комплекса. При подаче напряжения на клеммы, поступает питание на блоки питания модуля обработки информации 13, настраиваемого коммутатора 14, 3G роутера 16, а также на термостаты «на охлаждение» 8 и «на нагрев» 9. Таким образом, комплекс выводится в рабочее состояние и может выполнять свои функции. Для связи комплекса с оконечными датчиками осуществляется подключение их посредством патч-кордов с коннекторами стандарта 8Р8С через изолированный модуль для подключения 21 и комбинированный изолированный модуль для подключения 22. Для установления беспроводной связи с комплексом осуществляем подключение высокочастотной 3G антенны через комбинированный изолированный модуль для подключения 22.

В случае выхода параметров среды внутри комплекса за нормальные значения происходит включение климатической системы. В случае превышения установленного значения температур термостат на охлаждение 8 замыкает цепь и подается питание на блок питания 15 охладителей внутреннего 5 и внешнего 6, после чего начинает осуществлять принудительный обдув их кулерами. Параллельно подается питание на блок питания элементов Пельтье 17, после чего термоэлектрические преобразователи начинают охлаждаться с нижней стороны и греться с верхней. Внутренний охладитель 5, смонтированный к элементу Пельтье 4, начинает охлаждаться и при продувании через него воздуха охлаждает его, тем самым понижает температуру внутри нижнего, изолированного модуля. Одновременно с этим происходит нагрев верхней части элементов Пельтье 4. Смонтированный на ней внешний охладитель 6 отбирает тепло и рассеивает его внутри объема верхнего модуля. Во избежание неконтролируемого роста температуры в верхнем модуле одновременно с включением в работу охладителей 5,6 и элементов Пельте 4 происходит подача питания на вентилятор фильтрующий 10, при работе которого происходит принудительная смена объема воздуха в верхнем модуле, который уходит через выходной фильтр 11. При понижении температуры в нижнем модуле до установленного значения термостат 8 размыкает цепь и климатическая установка прекращает свою работу. В случае падения температуры ниже установленного значения термостат «на нагрев» 9 замыкает цепь и питание подается на нагревательный элемент 7. Температура воздуха, контактирующего с нагревателем, повышается, и происходит конвективное его движение внутри нижнего, изолированного модуля. При повышении температуры в нижнем модуле до установленного значения термостат 9 размыкает цепь и нагревательный элемент 7 прекращает свою работу. Обогрева верхнего модуля в комплексе не предусмотрено, поскольку установленное в нем оборудование в нем не нуждается.

Локальная вычислительная сеть внутри комплекса построена следующим образом: к настраиваемому коммутатору 2 посредством патч-кордов с коннекторами стандарта 8Р8С подключены модуль обработки информации 1 и 3G роутер 3. Так же подобными патч-кордам исполнены выводы с настраиваемого коммутатора 2 к изолированному модулю для подключения 21 и комбинированному изолированному модулю для подключения 22. Кроме того, с модулем обработки информации 1 можно осуществлять взаимодействия через интерфейс универсальной последовательной шины USB. С 3G модуля осуществлен вывод высокочастотного разъема в комбинированный изолированный модуль для подключения 22.

Предложенный универсальный комплекс обработки информации позволяет:

- осуществлять прием и хранение информации в течении срока актуальности;

- осуществлять обработку полученной информации в зависимости от поставленной задачи;

- осуществлять оповещения оператора путем генерирования рассылки периодических или экстренных отчетов;

- регулировать процессы по заложенному алгоритму;

- осуществлять мониторинг и диагностику оборудования;

- кроме того, он адаптирован к неблагоприятным климатическим условиям и для использования в зонах с сильными электромагнитными полями.