RU111916U1 - LABORATORY TEST STAND FOR VENTILATION SYSTEM AUTOMATION CONTROLS - Google Patents

Abstract

1. Лабораторный испытательный стенд средств автоматики управления вентиляционными системами, содержащий контроллер, интерфейс передачи данных и группу пользовательских интерфейсных устройств, отличающийся тем, что в него введены дополнительно два программируемых логических контроллера различных производителей, к каждому из которых подключены идентичные датчики, преобразователи, исполнительные механизмы, имитаторы датчиков (релейные переключатели), имитаторы исполнительных механизмов (световые индикаторы), при этом все контроллеры объединены шиной передачи данных и соединены с модулем коммутации с локальной сетью и ЭВМ оператора, причем все элементы системы автоматического управления расположены на схеме системы приточно-вытяжной вентиляции (выполненной фоном лабораторного испытательного стенда) согласно их функциональному назначению. ! 2. Лабораторный испытательный стенд по п.1, отличающийся тем, что схемой приточно-вытяжной вентиляции предусмотрена возможность рассмотрения систем с рекуперацией тепла и рециркуляцией воздуха за счет введения в схему системы имитатора контура рекуперации с трехходовым клапаном и имитатора контура рециркуляции с заслонкой. ! 3. Лабораторный испытательный стенд по п.1, отличающийся тем, что на программируемых логических контроллерах предусмотрены свободные контакты для подключения дополнительных внешних устройств. 1. Laboratory test bench for automation of ventilation systems control, containing a controller, data transfer interface and a group of user interface devices, characterized in that two additional programmable logic controllers of various manufacturers are introduced into it, identical sensors, converters, actuators are connected to each of them , sensor simulators (relay switches), actuator simulators (light indicators), while all controllers are connected by a data bus and connected to a switching module with a local network and an operator’s computer, and all elements of the automatic control system are located on the supply and exhaust ventilation system diagram (performed by the background of a laboratory test bench) according to their functional purpose. ! 2. The laboratory test bench according to claim 1, characterized in that the supply and exhaust ventilation circuit provides for the possibility of considering systems with heat recovery and air recirculation due to the introduction of a heat recovery circuit simulator with a three-way valve and a recirculation circuit simulator with a damper. ! 3. The laboratory test bench according to claim 1, characterized in that the programmable logic controllers have free contacts for connecting additional external devices.

Description

Полезная модель относится к классу регулирующих и управляющих систем общего назначения и может быть использована для исследования систем автоматического управления приточно-вытяжной вентиляции зданий.The utility model belongs to the class of regulatory and control systems of general purpose and can be used to study automatic control systems for supply and exhaust ventilation of buildings.

Наиболее близким из известных аналогов является Стенд для изучения микроконтроллерных систем управления (Патент РФ №77477, МПК - G09B 23/18). Стенд для изучения микроконтроллерных систем управления, содержащий плату контроллера, на которой установлен микроконтроллер, постоянное запоминающее устройство, служащее для хранения программного обеспечения, оперативное запоминающее устройство, служащее для хранения оперативных данных, и преобразователь интерфейса передачи данных, служащий для связи с внешними устройствами, а также группу пользовательских интерфейсных устройств, состоящую из блока клавиатуры и блока индикации, группу периферийных тестовых и имитирующих устройств, состоящую из источника гармонических сигналов с регулируемой амплитудой и частотой, источника импульсных сигналов с регулируемой частотой и скважностью, потенциометра и RC-звена с изменяемыми параметрами, а также коммутационное поле, первая группа выводов которого связана с выводами микроконтроллера, вторая группа выводов связана с выводами указанных пользовательских интерфейсных устройств, а третья группа выводов связана с выводами указанных тестовых и имитирующих устройств, при этом выводы, принадлежащие всем трем указанным группам, выполнены с обеспечением возможности соединения между собой в заданных комбинациях с помощью съемных электропроводящих перемычек и подключения к ним внешних стендов и контактных щупов внешних контрольно-измерительных проборов.The closest known analogue is the Stand for the study of microcontroller control systems (RF Patent No. 77477, IPC - G09B 23/18). A stand for studying microcontroller control systems, comprising a controller board on which a microcontroller is installed, a read-only memory device used to store software, a read-only memory device used to store operational data, and a data transfer interface converter used to communicate with external devices, and also a group of user interface devices, consisting of a keyboard unit and an indication unit, a group of peripheral test and simulating devices c, consisting of a source of harmonic signals with adjustable amplitude and frequency, a source of pulse signals with adjustable frequency and duty cycle, a potentiometer and an RC link with variable parameters, as well as a switching field, the first group of outputs of which is connected to the outputs of the microcontroller, the second group of outputs is connected with conclusions of the specified user interface devices, and the third group of conclusions is connected to the conclusions of the specified test and simulating devices, while the conclusions belonging to all three of the indicated memory, is configured to interconnect in predetermined combinations using removable conductive jumpers and connect to external stands and external contact probe control and measurement partings.

Недостатком устройства является применение лишь одного контроллера и отсутствие наглядности в части привязанности системы управления к конкретным инженерным системам.The disadvantage of this device is the use of only one controller and the lack of clarity regarding the attachment of the control system to specific engineering systems.

Задача, решаемая предлагаемой полезной моделью - предоставление возможности параллельного использования устройств (контроллеров) различных производителей и повышение наглядности лабораторного стенда в части привязанности системы управления к конкретным инженерным системам. Решение такой задачи важно для предоставления возможности тестирования совместной работы (интероперабельности) устройств различных производителе, работающих в одной системе автоматического управления.The problem solved by the proposed utility model is to provide the possibility of parallel use of devices (controllers) of various manufacturers and to increase the visibility of the laboratory bench in terms of the attachment of the control system to specific engineering systems. The solution to this problem is important to provide the opportunity to test the joint work (interoperability) of devices of various manufacturers working in the same automatic control system.

Сущность технического решения состоит во введении дополнительных двух программируемых логических контроллеров, датчиков температуры, датчиков влажности, датчиков давления, трехходовых клапанов, шаговых двигателей, имитаторов датчиков (релейные переключатели) имитаторов исполнительных устройств (световые индикаторы) и в расположении перечисленных устройств на схеме приточно-вытяжной вентиляции, сделанной фоном лабораторного испытательного стенда согласно их функциональному назначению.The essence of the technical solution consists in the introduction of two additional programmable logic controllers, temperature sensors, humidity sensors, pressure sensors, three-way valves, stepper motors, sensor simulators (relay switches) actuator simulators (light indicators) and in the location of the listed devices on the supply and exhaust circuit ventilation made by the background of the laboratory test bench according to their functional purpose.

На рис.1 изображена структурная схема полезной модели.Figure 1 shows a block diagram of a utility model.

В состав лабораторного испытательного стенда входят три программируемых логических контроллера (1, 2, 3), к каждому из которых подключен датчик температуры (6, 13, 20), датчик влажности (7, 14, 21), датчик давления (8, 15, 22), трехходовой клапан (9, 16, 23), шаговый двигатель (10, 17, 24), имитатор датчиков (11, 18, 25), имитатор исполнительного механизма (12, 19, 26). Помимо перечисленных устройств в состав лабораторного испытательного стенда входит модуль коммутации с локальной сетью (5) и ЭВМ оператора (6).The laboratory test bench includes three programmable logic controllers (1, 2, 3), each of which is connected to a temperature sensor (6, 13, 20), a humidity sensor (7, 14, 21), and a pressure sensor (8, 15, 22), a three-way valve (9, 16, 23), a stepper motor (10, 17, 24), a sensor simulator (11, 18, 25), an actuator simulator (12, 19, 26). In addition to the above devices, the laboratory test bench includes a local area network switching module (5) and an operator's computer (6).

Принцип работы состоит в том, что все подключенные к контроллерам устройства (6-26) задействованы в системе автоматического управления приточно-вытяжной вентиляцией, таким образом, полная схема автоматизации работает с участием всех трех программируемых логических контроллеров. Каждый контроллер программируется с помощью ЭВМ оператора, содержащей специальное программное обеспечение. После программирования контроллеры работают по заданному алгоритму. Так при поступлении определенных сигналов с датчиков либо имитаторов датчиков, описанные алгоритмом сигналы идут на исполнительные механизмы либо имитаторы исполнительных механизмов. Все три программируемых логических контроллера объединены шиной обмена данными, через которую возможно координировать их совместную работу, а также управлять с одного контроллера исполнительными механизмами и имитаторами исполнительных механизмов, а также получать информацию с датчиков и имитаторов датчиков, подключенных к другому контроллеру.The principle of operation is that all devices connected to the controllers (6-26) are involved in the automatic control system of the supply and exhaust ventilation, thus, the full automation circuit works with the participation of all three programmable logic controllers. Each controller is programmed using an operator computer containing special software. After programming, the controllers work according to a given algorithm. So when certain signals from sensors or sensor simulators arrive, the signals described by the algorithm go to actuators or actuator simulators. All three programmable logic controllers are connected by a data exchange bus through which it is possible to coordinate their joint work, as well as control actuators and actuator simulators from one controller, as well as receive information from sensors and sensor simulators connected to another controller.

Введение в состав лабораторного испытательного стенда дополнительного оборудования и расположение всех устройств на схеме автоматического управления приточно-вытяжной вентиляцией (в виде которой выполнен фон лабораторного испытательного стенда) повышает наглядность процессов автоматического управления и облегчает усвоение знаний.The introduction of additional equipment to the laboratory test bench and the arrangement of all devices in the automatic control circuit of the supply and exhaust ventilation (in the form of which the laboratory test bench is designed) improves the visibility of automatic control processes and facilitates the assimilation of knowledge.

Таким образом, предлагаемый лабораторный испытательный стенд позволяет рассматривать в исследовательском процессе различные варианты построения систем автоматического управления приточно-вытяжной вентиляцией, тестировать совместимость (интероперабельность) устройств, работающих в одной системе автоматического управления, за счет введения двух дополнительных программируемых логических контроллеров, и позволяет повысить наглядность схемы системы автоматического управления приточно-вытяжной вентиляцией.Thus, the proposed laboratory test bench allows us to consider various options for constructing automatic supply and exhaust ventilation control systems in the research process, to test the compatibility (interoperability) of devices operating in one automatic control system by introducing two additional programmable logic controllers, and to increase visibility schemes of the automatic control system of supply and exhaust ventilation.

Claims (3)

1. Лабораторный испытательный стенд средств автоматики управления вентиляционными системами, содержащий контроллер, интерфейс передачи данных и группу пользовательских интерфейсных устройств, отличающийся тем, что в него введены дополнительно два программируемых логических контроллера различных производителей, к каждому из которых подключены идентичные датчики, преобразователи, исполнительные механизмы, имитаторы датчиков (релейные переключатели), имитаторы исполнительных механизмов (световые индикаторы), при этом все контроллеры объединены шиной передачи данных и соединены с модулем коммутации с локальной сетью и ЭВМ оператора, причем все элементы системы автоматического управления расположены на схеме системы приточно-вытяжной вентиляции (выполненной фоном лабораторного испытательного стенда) согласно их функциональному назначению.1. Laboratory test bench for automation of ventilation systems control, containing a controller, data transfer interface and a group of user interface devices, characterized in that two additional programmable logic controllers of various manufacturers are introduced into it, identical sensors, converters, actuators are connected to each of them , sensor simulators (relay switches), actuator simulators (light indicators), while all controllers are connected by a data bus and connected to a switching module with a local network and an operator’s computer, and all elements of the automatic control system are located on the supply and exhaust ventilation system diagram (performed by the background of a laboratory test bench) according to their functional purpose. 2. Лабораторный испытательный стенд по п.1, отличающийся тем, что схемой приточно-вытяжной вентиляции предусмотрена возможность рассмотрения систем с рекуперацией тепла и рециркуляцией воздуха за счет введения в схему системы имитатора контура рекуперации с трехходовым клапаном и имитатора контура рециркуляции с заслонкой.2. The laboratory test bench according to claim 1, characterized in that the supply and exhaust ventilation circuit provides for the possibility of considering systems with heat recovery and air recirculation due to the introduction of a heat recovery circuit simulator with a three-way valve and a recirculation circuit simulator with a damper. 3. Лабораторный испытательный стенд по п.1, отличающийся тем, что на программируемых логических контроллерах предусмотрены свободные контакты для подключения дополнительных внешних устройств.

3. The laboratory test bench according to claim 1, characterized in that on the programmable logic controllers there are free contacts for connecting additional external devices.