ВУЛКАНИЗАТОР С БЕСПРОВОДНЫМ ИНТЕРФЕЙСОМ СВЯЗИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК B29C73/20 G05B19/00 B29K103/00 B29L30/00 

Изобретение относится к области информационных технологий и может быть использовано в отраслях шиноремонтного производства, в нефтехимической промышленности, в машиностроении и станкостроении, а также в других отраслях, где необходимо получать корректную информацию о ходе технологических процессов.

Известны вулканизаторы, содержащие нагревательные элементы. систему прижимов, блок управления и систему терморегулирования, например, изобретение по патенту РФ 2149757, кл. 7 В 29 С 73/30 "Устройство для ремонта местных повреждений пневматических шин транспортных средств и других резинотехнических изделий методом вулканизации", опубликовано в бюллетене изобретений 15, 27.08.2000 г. [1].

Недостатком данного устройства является то, что оно "живет" само в себе. То есть всю информацию о технологическом процессе пользователю необходимо собирать и обрабатывать в реальном режиме времени традиционными методами сбора и обработки информации.

В большинстве случаев непосредственно пользователю, а также сервисным службам, эксплуатирующим вулканизатор, необходимо бывает получить информацию о фактическом времени работы вулканизатора, о графике интенсивности нагрузок, о списке кодов ошибок управляющей системы вулканизатора.

В свою очередь, руководству предприятия, эксплуатирующего вулканизатор(ы), также необходимо получать информацию о загруженности конкретного вулканизатора, распределении часов простоя оборудования для принятия решений об эффективном использовании вулканизатора.

Устройства, работающие в режиме "само в себе" на сегодняшний день не могут обработать и выдать полноценную информацию, интересующую пользователя.

Технический результат предлагаемого изобретения "Вулканизатор" заключается в следующем:
1. упрощение процедуры инициализации и настройки (калибровки) вулканизатора еще в стадии сборки изделия;
2. упрощение процедуры тестирования вулканизатора на предприятии-изготовителе на стадии сдачи изделия ОТК;
3. упрощение процедуры диагностирования вулканизатора обслуживающими центрами в случае появления неисправностей;
4. получение корректной информации сервисными службами о фактическом времени работы вулканизатора, о дате начала эксплуатации, о списке кодов ошибок управляющей системы вулканизатора;
5. возможность загрузки новейшего программного обеспечения в вулканизатор (обновление программы) сервисными службами или пользователем;
6. получение руководством предприятия, эксплуатирующего вулканизаторы, информации о загруженности конкретного вулканизатора в течение суток, недели, месяца и т.п.;
7. получение информации о распределении часов простоя оборудования.

Указанный технический результат достигается следующим образом по двум вариантам.

По варианту 1. Вулканизатор, содержащий по меньшей мере один нагревательный прижим, систему управления прижимами, блок управления и систему терморегулирования, отличается от известного тем, что блок управления вулканизатора содержит дополнительно беспроводный интерфейс связи, часы-таймер реального или относительного времени и энергонезависимую память с программой мониторинга состояния и работы системы с возможностью преобразования информации, получаемой по результатам мониторинга, к определенному виду и записи ее в определенные поля энергонезависимой памяти, а в последующем передачи этой информации из энергонезависимой памяти по запросу вышестоящего устройства по интерфейсу связи во внешнее устройство, при этом система управления получает возможность осуществлять от внешнего устройства дистанционное управление, загрузку и/или изменение программы функционирования, инициализации, настройки и тестирования вулканизатора через беспроводный интерфейс связи.

По варианту 2. Вулканизатор, содержащий по меньшей мере один нагревательный прижим, систему управления прижимами, блок управления и систему терморегулирования, отличается от известного тем, что блок управления вулканизатора содержит дополнительно симплексный беспроводный интерфейс связи, часы-таймер реального или относительного времени и энергонезависимую память с программой мониторинга состояния и работы системы с возможностью преобразования информации, получаемой по результатам мониторинга, к определенному виду и записи ее в определенные поля энергонезависимой памяти, а в последующем передачи ее из энергонезависимой памяти по запросу пользователя во внешнее устройство по беспроводному интерфейсу связи.

На представленном чертеже изображен схематично предлагаемый "Вулканизатор с беспроводным интерфейсом связи".

Предлагаемый вулканизатор содержит: систему управления 1 с прижимами, работой которой управляет микроконтроллер 2 блока управления; приводы 3 прижимов, которые, в свою очередь управляют собственно нагревательными прижимами 4. Нагревательные прижимы 4 подсоединены к системе терморегулирования 5, работой которой также управляет микроконтроллер 2.

К микроконтроллеру 2 подсоединены следующие узлы и микросхемы:
- панель индикации и управления 6;
- часы-таймер реального времени 7, выполненные, например, на основе микросхемы DS1307, с подключенным к ней батарейным питанием;
- микросхема энергонезависимой памяти 8, например, AT24C64N-1OSI-2,5;
- беспроводный интерфейс связи 9;
- блок питания 10, который вырабатывает требуемые напряжения питания для соответствующих микросхем и узлов вулканизатора, и подсоединен к ним.

Микроконтроллер 2 в комплексе с панелью индикации и управления 6, часами-таймером реального времени 7, энергонезависимой памятью 8, беспроводным интерфейсом связи 9 и блоком питания 10 образуют блок управления вулканизатором (на чертежее очерчен пунктирной линией).

Система управления прижимами 1 снабжена магистралью подачи сжатого воздухе. 11 и выходом 12 соединения с атмосферой.

Внешнее устройство 13 может быть соединено по беспроводному каналу связи 14 с блоком управления вулканизатора, в котором установлен беспроводный интерфейс связи 9. Блок питания 10 имеет вывод 15 подачи сетевого напряжения.

Беспроводный интерфейс связи 9 может быть выполнен и функционировать по четырем вариантам и принцип связи приведен в таблице (см. в конце описания).

При этом по первому варианту фотоприемник беспроводного интерфейса связи выполнен на основе микросхемы TSOP1236 фирмы vishay, а передатчик выполнен на. основе обыкновенного ИК-светодиода.

По второму варианту приемник и передатчик могут быть выполнены на. микросборке ROK 101007 фирмы Ericsson с использованием решения Bluetooth.

По третьему и четвертому вариантам связь между вулканизатором и внешним устройством может быть выполнена на основе комбинаций каналов связи - радиоволн и ИК-световых волн.

Все вышеописанное относится к "Вулканизатору с беспроводным интерфейсом связи", реализованному по варианту 1.

По варианту 2 предлагаемый вулканизатор отличается от варианта 1 тем, что содержит симплексный канал связи. При этом, передатчик информации физически расположен на вулканизаторе, а приемником является внешнее устройство 13.

Информация в этом варианте может передаваться как посредством ИК-световых волн, так и радиоволн.

Радиоканал связи 14 может быть выполнен, например, на основе микросборок фирмы RFM.

Преимуществом вулканизатора, реализованного по варианту 2 является то, что стоимость нового решения будет значительно ниже (особенно с ИК-каналом связи), так как в качестве передатчика используется обыкновенный ИК-светодиод.

Предлагаемый "Вулканизатор с беспроводным интерфейсом связи" по варианту 1 работает (функционирует) следующим образом.

В тело программы микроконтроллера 2 вставлены две дополнительные программы:
1. программа мониторинга состояния системы;
2. программа поддержки связи по беспроводному интерфейсу.

Вход в данные программы осуществляется по прерыванию. Для первой программы - по прерыванию от таймера (или часов реального или относительного времени), а для второй программы - по прерыванию от последовательного интерфейса микроконтроллера 2. Обе программы работают в фоновом режиме.

Программа мониторинга состояния системы собирает всю необходимую информацию, касающуюся работы и состояния системы, а именно:
- информацию с первичных датчиков (температур, положений исполнительных механизмов, давлений и т.п.);
- информацию с выходов, управляющих исполнительными механизмами;
- информацию о состоянии систем вулканизатора;
- информацию с панели индикации и управления;
- другую необходимую технологическую информацию.

Далее, эта информация декодируется, и производится ее первичный анализ с целью отбора интересующей информации. После этого производится ее кодирование с целью уменьшения объема, занимаемого этой информацией.

Специальная подпрограмма в соответствии с определенным алгоритмом производит запись этой закодированной информации в ячейки энергонезависимой памяти 8.

Программа поддержки связи по беспроводному интерфейсу связи 9 осуществляет следующие действия:
- чтение значений времени из часов-таймера реального или относительного времени и выдачи этой информации в канал связи 14 в соответствии с определенным протоколом обмена;
- чтение и изменение полей энергонезависимой памяти 8;
- чтение значений информации с датчиков первичных величин;
- чтение значений информации с выходов, управляющих исполнительными механизмами вулканизатора;
- чтение и запись определенных переменных и констант, с которыми работает "основная" программа управления микроконтроллера 2;
- выдача значений из канала связи 14 в соответствии с определенным протоколом в исполнительные механизмы вулканизатора;
- изменение памяти программ или загрузка памяти программ микроконтроллера 2 в соответствии с информацией, полученной из канала связи 14;
- запуск программы вулканизатора с определенного места с определенными параметрами;
- запись/чтение ресурсов микроконтроллера 2.

Данные действия, инициированные пользователем, позволяют производить обмен информацией между внешним устройством 13 и вулканизатором, а также позволяют осуществлять управление вулканизатором, тестирование и диагностику его через беспроводный канал связи 14. Вышесказанное относится к предлагаемому вулканизатору по варианту 1.

Вулканизатор по варианту 2 функционирует аналогичным образом, за исключением того, что программа поддержки связи по беспроводному интерфейсу связи несколько упрощена.

Вывод информации в канал связи 14 осуществляется путем длительного удерживания (5 секунд и более) определенной кнопки на панели индикации и управления 6 вулканизатора. При этом внешнее устройство 13 должно быть переведено в состояние ожидания данных.

Протокол интерфейса в данном случае (по варианту 2) ориентирован только на выдачу информации. Выдача информации производится блоковыми посылками, в которые включена информация об уникальном серийном номере вулканизатора, значение часов-таймера реального или относительного времени, информация из энергонезависимой памяти 8 и другая необходимая технологическая информация.

По вариантам 1 и 2 предлагаемого вулканизатора часы-таймер 7 могут быть сконструированы таким образом, что могут хранить информацию как об изменении реального времени, так и об изменении относительного времени.

Реальное время можно выставлять на таймере:
- по варианту 1 - посредством воздействия информации на вулканизатор по беспроводному интерфейсу связи или путем запуска программы, которая установит (однократно) истинное значение часов-таймера реального времени;
- по варианту 2 - аналогично, посредством запуска программы или путем пересчета относительного времени.

Пересчет и хранение относительного времени особенно выгодно в вулканизаторах, где главное требование предъявляется к его дешевизне.

Получение реального времени из относительного времени осуществляет внешнее устройство 13 путем пересчета из относительного (так как оно само хранит реальное время).

Информация, считанная внешним устройством 13 (в качестве него выступает компьютер) из вулканизатора интерпретируется в удобном для восприятия виде на дисплее внешнего устройства 13.

Пользователь, запустив специальную программу, содержащуюся во внешнем устройстве 13, может производить тестирование, диагностирование вулканизатора и дистанционное управление им или группой вулканизаторов. Калибровка (настройка) вулканизатора осуществляется также по запуску специальной программы.

Конструкции предлагаемого вулканизатора по вариантам 1 и 2 изготовлены и опробованы с положительным результатом в апреле 2001 года в г.Омске.

Источник информации
1. "Устройство для ремонта местных повреждений пневматических шин транспортных средств и других резинотехнических средств методом вулканизации" по описанию изобретения по патенту РФ 2149757, кл. 7 В 29 С 73/30, опубликовано в БИ 15 27.05.2000 г.

Изобретение относится к информационным технологиям и может быть использовано в шиноремонтном производстве. Вулканизатор содержит, по меньшей мере, один нагревательный прижим, систему управления прижимами, блок управления, систему терморегулирования. Блок управления содержит дополнительно беспроводной интерфейс связи, часы-таймер реального или относительного времени и энергонезависимую память с программой мониторинга состояния и работы системы с возможностью преобразования информации, получаемой по результатам мониторинга, к определенному виду записи ее в определенные поля энергонезависимой памяти. В последующем эта информация передается из энергонезависимой памяти по запросу вышестоящего устройства по интерфейсу связи во внешнее устройство. Система управления получает возможность осуществлять от внешнего устройства дистанционное управление, загрузку и/или изменение программы функционирования, инициализации, настройки и тестирования вулканизатора через беспроводной интерфейс связи. По другому варианту вулканизатор содержит дополнительно симплексный беспроводной интерфейс связи, а передача информации из энергонезависимой памяти передается по запросу пользователя во внешнее устройство по беспроводному интерфейсу связи. Устройство позволяет упростить процедуру настройки вулканизатора еще в стадии изготовления изделия, процедуры диагностирования вулканизатора обслуживающими центрами в случае появления неисправностей. 2 с.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Вулканизатор, содержащий, по меньшей мере, один нагревательный прижим, систему управления прижимами, блок управления и систему терморегулирования, отличающийся тем, что блок управления вулканизатора содержит дополнительно беспроводной интерфейс связи, часы-таймер реального или относительного времени и энергонезависимую память с программой мониторинга состояния и работы системы с возможностью преобразования информации, получаемой по результатам мониторинга, к определенному виду и записи ее в определенные поля энергонезависимой памяти, а в последующем передачи этой информации из энергонезависимой памяти по запросу вышестоящего устройства по интерфейсу связи во внешнее устройство, при этом система управления получает возможность осуществлять от внешнего устройства дистанционное управление, загрузку и/или изменение программы функционирования, инициализации, настройки и тестирования вулканизатора через беспроводной интерфейс связи. 2. Вулканизатор, содержащий, по меньшей мере, один нагревательный прижим, систему управления прижимами, блок управления и систему терморегулирования, отличающийся тем, что блок управления вулканизатора содержит дополнительно симплексный беспроводной интерфейс связи, часы-таймер реального или относительного времени и энергонезависимую память с программой мониторинга состояния и работы системы с возможностью преобразования информации, получаемой по результатам мониторинга, к определенному виду и записи ее в определенные поля энергонезависимой памяти, а в последующем передачи ее из энергонезависимой памяти по запросу пользователя во внешнее устройство по беспроводному интерфейсу связи.