Эффективная организация производства и повышение производительности труда предполагает необходимость достоверного учета и контроля времени трудящихся. На угольных шахтах Донбасса данная задача решается с помощью автоматизированной системы табельного учета «Сатурн», базирующейся на ЭВМ советско-болгарского производства М6000.
В настоящее время, шахты Донбасса нуждаются в замене этого оборудования из-за практически полного морального и физического износа. Ситуация усугубляется тем, что аппаратура первичного сбора информации для табельного учета подземных рабочих в Украине не выпускаются, а существующий комплекс КТН российского производства не отвечает требованиям сегодняшнего дня (разработка и элементная база 80-х годов).
КТН предназначен для хранения, считывания и передачи в управляющую вычислительную машину (УВМ) информацию о табельных номерах подземных трудящихся.
Область применения комплекса КТН – системы автоматизированного табельного учета трудящихся шахт, в том числе шахт опасных по газу и пыли.
Формируя сигнал на передающей стороне и преобразовывая его в сигнал управления или контроля информационная система должна обеспечивать надежность и качество передачи, все это должно выполняться в сочетании с минимальными затратами на создание информационной системы. К системе КТН предъявляется ряд требований:
- - обеспечение высокого качества передачи, не искаженности сигналов в заданных пределах и при определенных условиях;
- - осуществление бесперебойной и безотказной связи между пунктами передачи и приема информации, что достигается высоким качеством принимаемой аппаратуры;
- - соответствие уровню и виду взрывозащищенности по ГОСТ 12.2.020–76, ГОСТ 22782.5–78 и ГОСТ 22782.6–81:
- - осуществление бесперебойной и безотказной связи между пунктами передачи и приема информации, что достигается высоким качеством принимаемой аппаратуры;
- БФП – РО, Иа
- БПУ – общепромышленное исполнение с искробезопасными выходными цепями уровня Иа
Комплекс КТН состоит из 10 БФП, одного концентратора БПУ, модуля сопряжения и ПК.
Модуль сопряжения представляет собой микропроцессорную систему, которая осуществляет обмен данными с концентратором БПУ, формирует и отправляет пакеты данных в ПК, осуществляет управление системой КТН на основании полученного ответа ПК.
Ядром модуля является однокристальная микроЭВМ AT90S2313 производства фирмы «Atmel» (США). Она представляет собой 8- разрядный CMOS микроконтроллер с AVR усовершенствованной RISC архитектурой. Это позволяет достичь высокой производительности модуля со сравнительно небольшими экономическими затратами.
Для организации интерфейса с аппаратурой контроля табельных номеров реализована схема ввода-вывода с общей 8-ми разрядной шиной ШД. Подключение линий ввода осуществляется через 8-ми канальные шинные формирователи К1564АП5, линии вывода подключается через 8-ми канальные триггеры D-типа со срабатыванием по фронту и сбросом типа К1533ИР35. Выбор подключаемых линий производится с помощью дешифратора DD2 К1531ИД7.
Основной задачей проектирования является разработка интерфейса модуля сопряжения и ПК. Модуль сопряжения соединяется с ПК через интерфейс RS232C. Скорость передачи данных – 19200 бит/с, формат – 8 бит, с проверкой на четность. Линия связи – четырехпроводная.
Из модуля сопряжения в ПК передается номер БФП, от которого пришел вызов и код жетона, вставленного в этот БФП (объем информации - 3 байта: 1 байт – №БФП, 2 байта – код жетона). Передача данных ведется в пакетном режиме. Формат пакета:
Рисунок 1 – Формат пакета протокола
Байт «Старт» – служебный – байт начала пакета. Байт «№ БФП» – содержит номер БФП, с которого пришел запрос на отметку. 2 байта «КОД1» – кодированное значение младших 8 бит кода жетона, вставленного в БФП, с которого пришел запрос на отметку. 2 байта «КОД2» – кодированное значение старших 7 бит кода жетона, вставленного в БФП, с которого пришел запрос на отметку. 2 байта «КС» – кодированное значение контрольной суммы данных. Байт «Стоп» – служебный – байт конца пакета. Передаваемые данные для повышения надежности передачи кодируются согласно алгоритму:
Байты «КОД1», «КОД2» (получены от БПУ) и «КС» (вычислено) рассекаются на старший и младший нибблы.
Нибблы дополняются до байта нулями слева.
Рисунок 2 – Кодирование байта
Это позволяет повысить надежность передачи.
Тройной контроль ошибок: проверка четности при приеме байта, проверка кодированных байт на соответствие шаблону, контрольная сумма позволяет с высокой достоверностью обнаруживать ошибки и отсекать пакеты с ошибками. Передача данных от ПК в модуль сопряжения осуществляется такими же пакетами, что позволяет перепроверить данные в модуле сопряжения.