Устройство для многоканального управления объектом

Устройство для многоканального управления объектом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕ П=ЛЬСТВУ (21) 3314514/18-24 (22) 18.06.81 (46) 30.07.83. Бюл. М 28 (72) Г.Ф. Лаврентьев, А.ф. Кучер, В.Г ° Россовский, Б.И. Гладких, A.A.Íàðî8,Ë.Ñ.Áàêóëèí и Й.Г.Салихов (71) Московский ордена Ленийа метрополитен им. В.И. Ленина

" (53) 621 ° 525 (088.8) (56) 1.Типовой проект ВОУ-1. M.

Метрогипротранс, 1972.

2. Авторское свидетельство CCCP

И 548844, кл. G 05 2 9/00 1974. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЬЕКТОМ, содержащее блок запуска, исполнительные элемен.ты, распределитель импульсов, первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом датчика рабочего состояния объекта и с первым входом первого элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к выходу датчика аварийного состояния объекта и к второму входу первого элемент И, и по числу исполнительных элементов - каналы управления, яаждый из которых состоит из второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом соответствующего разряда распределителя импульсов, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены первый формирователь одиночного импульса, последовательно соединенные элмент ИЛИ-HE и третий элемент И, последовательно соединенные элемент задержки, второй элемент ИЛИ и вто" рой формирователь одиночного импульса и последовательно соединенные четвертый элемент И, третий элемент ИЛИ и третий формирователь одиночного

„„SU„„1032429 А

q(59 G 05 В 24/02// G 05 D 9/12 импульса, а каждый канал управления содержит выключатель, п-триггер, четвертый формирователь одиночного импульса и D-триггер, прямой выход которого соединен с входом соответствующего исполнительного элемента, D u V-входы - с инверсным выходом

D-триггера данного канала управления, а В-вход - с выходом первого элемента

ИЛИ и с вторым входом третьего элемента И, подключенного выходом к

С-входу распределителя импульсов, H-вход которого связан с выходом второго формирователя одиночного импульса, второй вход третьего элемента

ИЛИ подключен к выходу блока запускаР через элемент задержки, входы эле- Е мента ИЛИ-НЕ соединены с выходами четвертых формирователей одиночного. импульса, вход каждого из которых связан с выходом второго элемента

И данного канала управления, выход первого элемента И через первый формирователь одиночного импульса соединен с С-входами всех D-триггеров

В-вход каждого из которых подключен к выходу третьего формирователя оди- ночноГо импул6са, прямой выход — к соответствующему входу четвертого элемента ИЛИ и к второму входу второ- го элемента И данного канала управ,ления, S-вход - к выходу выключателя данного канала управления, à D-вход к выходу соответстъующего разряда распределителя импульсов и к С-входу, DU-триггера данного канала управле- 3Ь ния, причем второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом старшего разряда распределителя импульсов, а выход датчика аварийного состояния объекта - с вторым вхопом первого элемента И.

1 10324

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам управления комплексом однотипных исполнительных элементов какого-либо объекта по командам, поступающим от датчиков состояния объекта. Таким комплектом однотипных исполнительных элементов могут быть насосные агрегаты водоотливной установки.

Известно устройство для управле- tp ния откачиванием грунтовых вод из водосборников насосами от датчиков по достижении ими заданного уровня жидкости в емкостях. В данном уст,ройстве в работу включается один несос, остальные включаются в работу лишь в аварййных ситуациях 1

Недостатками указанного устройст . ва являются низкая надежность насосов при возникновении холостого хода, 2О а также необходимость периодически производить регулировку датчиков уровня.

Наиболее близким техническим решением к. предлагаемому является устройство для управления объектом, которое содержит взаимосвязанные распределитель, датчики с релейным выходом, логические элементы, реле, формирователи, программный задатчик и исполнительные элементы 2

Однако защита исполнительных элементов от неисправности осуществляется косвенным методом - по работе задатчика времени, неисправные исполнительные элементы не выводятся из

35 циклического режима и через период опять должны включиться s работу, при кратковременном отключении напряжения питания на объекте и по.40 следующем его восстановлении срабаты- вает блокировка защиты вводного ру.бильника, так как в работу могут одновременно включиться все исполнительные элементы.

Цель изобретения - повышение надеж- 45 ности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для многоканального управления объектом, содержащееблок запуска, исполнительные эле- 50 менты, распределитель импульсов, пер вый элемент И, первый вход которого соединен с выходом датчика рабочего состояния объекта и с первым входом первого элемента ИЛИ, подключенного 55 вторым входом к выходу датчика аварийного состояния объекта, и к второму входу первого элемента И и по

29 числу исполнительных элементов - каналы управления, каждый из которых состоит из второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом соответствюущего разряда распределителя импульсов, введены первый формирователь одиночного импульса, последовательно соединенные элемент ИЛИ-HE u третий элемент И, последовательно соединенные элемент задержки, второй элемент ИЛИ,и второй формирователь одиночного импульса и последовательно соединенные четвертый элемент И, третий элемент ИЛИ и третий формирователь одиночного импульса, а каждый канал управления содержит выключа- ° тель, D-триггер, четвертый формирователь одиночного импульса иЭЧ-триггер, прямой выход которого соединен с входом соответствующего исполнительного элемента, D u V-входыс инверсным выходом D-триггера данного канала управления, а R-вход— с выходом первого элемента ИЛИ и с вторым входом третьего элемента И, подключенного выходом к С-входу распределителя импульсов, R-вход которого связан с выходом второго формироваФ теля одиночного импульса, второй вход третьего элемента ИЛИ подключен к выходу блока запуска через элемент задержки, входы элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходами четвертых формирователей одиночного импульса, вход каждого из которых связан с выходом второго элемента И данного канала управления, выход первого эле-. мента И через первый формирователь одиночного импульса соединен с С-входами всех D-триггеров, R-вход каждого из которых подключен к выходу третьего формирователя одиночного импульса, прямой выход — к соответствующему входу четвертого элемента

ИЛИ и к второму входу второго элемен- та И данного канала управления, Sвход - к выходу выключателя данного канала управления, аЗ -вход - к выходу соответствующего разряда распределителя импульсов и к С-входу

DV-триггера данного канала управления, причем второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом старшего распределителя импульсов, а выход датчика аварийного стояния объекта " с вторым входом hepsoro элемента И.

На чертеже представлена схема устройства.

32429

30

40

50

3 10

Устройство содержит датчик 1 рабочего состояния объекта, датчик

2 аварийного состояния объекта, первый элемент ИЛИ 3, третий элемент

И 4, распределитель 5 импульсов, исполнительные элементы 6, каналы 7 управления, D-триггеры 8, DV-триг геры 9, вторые элементы И 10, четвертые формирователи 11 одиночного импульса, выключатели 12, блок 13 запуска, элемент 14 задержки, второй элемент ИЛИ 15, второй формирователь 16 одиночного импульса, четвертый элемент И 17, третий элемент

ИЛИ 18) третий формирователь 19, элемент ИЛИ-НЕ 20, первый элемент

И 21 и первый формирователь 22 одиночного импульса.

Наличие потенциала U „- на входе логических элементов соответствует логическому сигналу "1", а нулевой потенциал соответствует "0". Источник питания для описания схемы не имеет принципиального значения и в схеме не показан. В исходном состоянии контакты выключателей 12 замкнуты и подают сигнал "0" на S-входы

D-триггеров 8 от нулевой шины источника питания. На выходе датчиков ра бочего 1 и аварийного 2 состояния объекта также присутствуют сигналы

"0", которые поступают на входы элемента И 21 и элемента ИЛИ 3;

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания устройство автоматически приходит в исходное состояние. Это достигается тем, что после подачи напряжения питания блок 13 выдает единичный импульс на элемент 14, который производит задержку прохождения сигнала на время, необходимое для окончания переходных процессов в элементах устройства. С выхода элемента 14 импульс поступит на входы элементов

ИЛИ 15 и 18 и далее через эти элементы на входы формирователей 16 и

lg. На выходе этих формирователей появятся по одному установочному единичному импульсу, которые поступят на К-входы всех D -триггеров 8 и распределителя 5, что приведет их е исхдное состояние, т.е. на прямых выходах Ъ -триггеров 8 и будут присутствовать сигныл "0", а на инверсных выходах "1", тогда как распре. делитель 5 будет иметь сигнал "1" только на своем последнем выходе.

В результате этого на выходе всех элементов И !О, всех формирователей

11 и элемента И 17 будут присутствовать сигнлн "0", а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 20 - сигнал "1". Так как датчики 1 и 2 не выдают сигналы

"lн на устройство, то на выходе элемента ИЛИ 3, элемента И 21, элемента

И 4, формирователя 22 и 2V-триггеров

1ð 9 будут присутствовать сигналы "0", в результате чего элементы 6 будут находиться в отключенном состоянии.

После того как установочные импульсы с выхода формирователей 16 и 19 исчезнут, устройство готово к работе.

Аналогично происходит установка устройства в исходное состояние при кратковременных напряжениях питания.

При достижении своего верхнего предельного значения датчик 1 рабочего состояния объекта включится и выдаст сигнал "1" на элементы ИЛИ

3 и И 21. С выхода элемента ИЛИ 3 сигнал "1" (команда) поступит на

R-входы DV-триггеров 9, подготавливая их к работе, и на вход элемента

И 4, на другом входе которого также присутствует сигнал "1" с выхода элемента ИЛИ-НЕ 20, в результате чего на выходе элемента И 4 появится сигнал "1", который поступит на первый (счетный) вход распределителя 5 и переведет сигнал "1" с его последнего выхода в первый, т.е. сигнал "1" будет присутствовать только на первом выходе распределителя 5. Этот сигнал поступит одновременно на D-вход соответствующего Dтриггера 8, на вход элемента И 10 и на синхронный С-вход DV-триггера 9, которые образуют канал 7 управления первого исполнительного элемента 6.

На выходе D-триггера 9 появится сигнал "1", так как на его D u Vвходах будет присутствовать сигнал .

"1" с инверсного выхода р-триггера

8 данного канала 7. Первый исполнительный элемент 6 включится в работу и будет производить операции, в результате которых датчик 1 достигнет своего нижнего предельного значения, сигнал l исчезнет с выхода элемента

ИЛИ 3, элемента И 4 и р-входов всех

pV-триггеров 9, R-входы DV-триггеров 9 являются установочными и поэтому появление сигнала "0" на R-входе ру-триггера

9 первого канала 7 управления приведет его в исходное состояние и

S. 10 первый исполнительный элемент б от -, ключится. При следующем появлении сигнала "1" на выходе датчика 1 распределитель 5 переключится в следующее состояние, т.е, сигнал "1" пе:. рейдет с его первого выхода на второй канал 7 управления включит в работу второй исполнительный элемент

6, который отключится при достижении датчиком 1 своего нижнего предельного значения. При последующих включениях датчика 1 в работу включится третий, четвертый исполнительные элементы 6 и т.д.

Таким образом, все исполнительмые элемнты 6 будут работать в циклическом режиме, т.е. после й-го исполнительного элемента 6 в работу должен включиться первый, второй, третий,... N-ый, потом опять первый,и т.д. по командам от датчике

1, При переключении распределителя

5 из предпоследнего состояния в Н-е состояние,на вход элемента ИЛИ 15 с М-ro выхода распределителя 5 поступит сигнал "1". Этот сигнал пройдет на формирователь 1б и произведет его запуск,,в результате чего формирователь выдаст установочный единичный импульс i@ P— вход распределителя 5 и приведет последний в исходное состояние.

Данная операция не нарушает режим работы распределителя 5, но она необходима для того, чтобы уб- рать лишние сигналы "1" с выходов распределителя 5, которые могли появиться в результате радиопомех, Работа устройства от датчика 2 аварийного состояния объекта, при отказе датчика 1, происходит аналогично, причем сигналы- управления будут поступать только на другие входы элемента И 21 и элемента!

ИЛИ 3

Выключатели 12 в каналах 7 служат .для вывода из работы любой из испол-, нительных элементов 6, При отключе" нии выключателя 12, например в пер вом канале 7, разрывается связь с нулевой шиной источника питания и на 9-входе у-триггера 8 будет присутствовать сигнал "1", В резупьтатв этогоЪ-триггер 8 переключится из нулевого состояния в единичное, т.е. сигнал "1" будет присутствовать на

hiего прямом выходе, а сигнал "0" на

32429 6 инверсном. С прямого выхода Ъ-триггера 8 сигнал "1" будет поступать на вход эелмента И 10 и на вход элемента И 17. На Э-и 9-входы 3Y-триггера 9 будет поступать сигнал "0", что будет блокировать, его управление и этот триггер не будет принимать информацию, а следовательно, первый исполнительный элемент б не будет

10 включен в работу. Появление управляющего сигнала "1" на первом выходе распределителя 5 по команде от датчика

I или 2 приведет к тому, что на обо. их входах элементах И 10 будут при15 сутствовать сигналы "1н ° На выходе этого элемента появится также сиг-, нал "1", который запустит в работу формирователь 11, на выходе которого появится одиночный импульс, который

20 поступит на вход элемента ИЛИ-Hf 20.

Элемент ИЛИ-Hf 20 на время работы формирователя 11 снимет сигнал "1" с входа элемента И 4, а следователь но, и с С-входа распределителя 5.

25 Распределитель 5 переключится во второе состояние и сигнал "1" с первого его выхода перейдет на второй и будет поступать во второй канал 7.

В работу включится второй исполни; тельный элемнт б, причем цикличность работы остальных элементов б не нарушится. Данный режим необходим при ремонтно-ревизионных работах исполнительных элементов 6.

В случае, если при работе какоголибо исполнительного элемента 6 от датчика 1 произойдет включение датчика 2, то на выходе элемента И 21 появится сигнал "l который запустит формирователь 22, На выходе этого формирователя появится одиноч ный импульс, который поступит на Свходы всех Р -триггеров 8. При этом переключится в единичное состояние только тот -триггер 8, на З-входе

45 которого будет присутствовать сигнал "1" от распределителя 5 ° Неисправный элемент 6, например первый будет продолжать работать, но его канал. 7 управления выйдет из цикла

5О Через элемент И 10, формирователь

Я, элемент ИЛИ-HE 20 и элемент

И 4 пройдет сигнал управления на

С"вход распределителя 5 и он переключится во второе состояние и в

55 работу включится второй исполнительный элемент 6. Два элемента 6 будут совместно находится в работе до тех пор, пока датчики 1 и 2 не

* 1 103 снимут свои сигналы управления с элементов И 21 и ИЛИ 3. Таким образом, в работу можно включить не" сколько исполнительных элементов

6 по командам от датчика 2 при наличии включенного в работу датчика 1 °

При этом из циклического режима ра боты будут выведены лишь те исполнительные элементы 6, при работе которых датчик 2 аварийного состояния объекта будет выдавать управляющие сигналы.

На объекте может получиться так, -что каждый исполнительный элемент 6 в отдельности по ряду объективных причин не сможет полностью справиться с возложенной на него задачей. В таком случае через некотрое время работы устройства все исполнительные элементы окажутся выведенными из цикла по командам от датчика 2 аварийного состояния объекта, т ° е. на прямых выходах всехХ)-триггеров 8 будут присутствовать сигналы "1".

Эти сигналы будут поступать на все входы элемента И 17, в результате чего на выходе элемента 12 появится сигнал "1", который поступит на вход

2429 8 элемента ИЛИ 18 и далее на вход формирователя 19. На выходе последнего появится установочный единичный импульс, который поступит на и -входы всех > †триггер 8 и установит их в исходнов состояние.

Режим вывода из цикла исполнительных элемнтов 6 по сигналам управления от датчика 2 при предварительном

1О поступлении сигналов от датчика 1 необходим, так как неизвестно по какой причине появилась аварийная ситуация на объекте - по причине неисправности исполнительного элемента 6 на объек1 те или исполнительный элемент 6 является исправным, но не справляется в работе с поставленной перед ним задачей. В первом случае необходимо вывести из циклического режима неро исправный исполнительный элемент 6, а во втором — необходима совместная работа двух или нескольких исполнительных элементов 6.

Использование схемы устройства, например, на водоотливных установках, позволит снизить время на об служивание и ремонт установки.

1032429

Составитель Н, Белинкова

Редактор Н. Гришанова ТехредМ.Гергель

Корректор 8. Бутяга;

Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закав 5398/51 Тираж 874

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5