Оформление заявки на выдачу патента на полезную модель

Пример описания полезной модели

(патент РФ № 111916 «Лабораторный испытательный стенд средств автоматики управления вентиляционными системами», авторы Волков А.А., Седов А.В. и Челышков П.Д., патентообладатель Московский государственный строительный университет)

МПК G05B17/00

Лабораторный испытательный стенд средств автоматики управления вентиляционными системами

Полезная модель относится к классу регулирующих и управляющих систем общего назначения и может быть использована для исследования систем автоматического управления приточно-вытяжной вентиляции зданий.

Наиболее близким из известных аналогов является стенд для изучения микроконтроллерных систем управления (патент на полезную модель РФ №77477, МПК G09B 23/18, 2008), 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 приборов.

Недостатком устройства является применение лишь одного контроллера и отсутствие наглядности в части привязанности системы управления к конкретным инженерным системам.

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 производителей, работающих в одной системе автоматического управления.

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.

На фиг. изображена структурная схема полезной модели.

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.

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.

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.