Устройство формирования сигналов

Устройство формирования сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к устройствам формирования сигналов в электронных устройствах, входящих в состав систем сбора и обработки информации, систем управления, в частности, сигналов выдачи команд для управления внешними устройствами, сигналов передачи информации на центральный пульт системы.

Известно устройство формирования сигналов в модуле адресации МА-У, входящее в состав системы сигнализации и управления "Юнитроник", формирующее сигналы управления инженерными системами здания, содержащее реле, обмотки которого подключены к блоку питания модуля через коммутатор, соединенный с выходом блока управления (www.unitest.ru, модуль адресации "МА-У", руководство по эксплуатации, 2003 г.). В известном устройстве блок управления имеет вход для приема команды управления. Получив очередную команду, блок управления формирует команду коммутатору, который подключает обмотки реле к блоку питания. Это приводит к замыканию (размыканию) контактов реле и формирует тем самым выходной сигнал управления для включения (выключения) управляемых устройств (заслонок системы дымоудаления, насосов, лифтов и т.д.).

Недостатком известного устройства является высокое токопотребление обмоток реле при его срабатывании. Это приводит к необходимости использовать мощные дорогостоящие сетевые источники питания, увеличивать сечение проводов питания, что также увеличивает стоимость системы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному устройству является устройство формирования сигналов в электронном устройстве, представляющем собой охранный извещатель, содержащий реле, обмотки которого подключены к блоку питания через коммутатор, соединенный с выходом блока управления или входящий в его состав (www.argus-spectr.ru, извещатель охранный объемный радиоволновый "Аргус-3" ИО 407-12, паспорт, 2003 г.). Блок управления снабжен входом для приема команды управления от детектора, входящего в состав извещателя. Получив очередную команду, блок управления формирует команду коммутатору, который подключает обмотки реле к блоку питания. Это вызывает размыкание (замыкание) контактов реле и формирует тем самым выходной сигнал тревоги, который может быть принят приемно-контрольным прибором.

Недостатком известного устройства также является высокое токопотребление, связанное с потреблением обмоток реле, которое в дежурном режиме работы постоянно находится во включенном состоянии, чтобы обеспечить формирование сигнала тревоги при отключении питания устройства. Высокое токопотребление приводит к необходимости использовать мощные дорогостоящие сетевые источники питания, увеличивать сечение проводов питания, что также увеличивает стоимость системы в целом, ограничивает удаление устройств от источника сетевого питания, что для протяженных систем требует установки большого количества сетевых источников питания.

В рамках данной заявки решается задача снижения стоимости систем сбора и обработки информации, систем управления, содержащих устройства формирования сигналов за счет снижения их энергопотребления и уменьшения таким образом затрат на обеспечение питания устройств при сохранении надежности работы систем.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве формирования сигналов, содержащем реле, обмотки которого подключены к блоку питания через коммутатор, соединенный с выходом блока управления или входящий в его состав, указанный блок управления имеет дополнительный вход контроля, а в качестве реле устройство содержит бистабильное реле, имеющее две или более групп контактов, одна из которых подключена к дополнительному входу контроля блока управления.

При этом блок питания дополнительно содержит аккумулятор энергии с зарядным устройством.

Сущность данного технического решения состоит в разработке такого устройства формирования сигналов в электронных устройствах, которое позволяет снизить энергопотребление при сохранении высокой степени надежности путем формирования оптимальной взаимосвязи узлов устройства при использовании двустабильного реле и исключения фактора нестабильности, связанного с неопределенностью состояния контактов реле.

Несмотря на то, что стоимость отдельных узлов в данном устройстве не изменяется, достигаемое при этом уменьшение количества сетевых источников питания и проводов питания упрощает монтаж и повышает надежность работы системы в целом. Бистабильное реле (другое название по ГОСТ 16022 - двустабильное реле) имеет два устойчивых состояния контактов, поэтому их положение в каждый момент времени не определено и может измениться, например, в результате вибрационных воздействий, что может привести к ложному срабатыванию устройства. Для систем сбора и обработки информации, например для систем сигнализации и управления, ложные срабатывания устройств могут привести к тяжелым последствиям и поэтому недопустимы. В связи с этим для обеспечения высокой надежности работы требуется обеспечить определенность состояния контактов реле в каждый момент времени, для чего в состав устройства введена система самоконтроля, контролирующая положение одной пары контактов реле с помощью дополнительного входа контроля блока управления. В связи с тем, что все контактные группы бистабильного реле переключаются одновременно, то по состоянию одной группы контактов можно судить о состоянии остальных групп. Блок управления получает команду включения либо выключения от встроенного или внешнего устройства, например от встроенного детектора либо по линии связи от приемно-контрольного прибора. При возникновении несоответствия между заданным по команде и измеренным положением контактов реле блок управления выдает команду коммутатору и переключает контакты реле.

При этом блок питания дополнительно содержит аккумулятор энергии с зарядным устройством. Такое включение целесообразно для устройств, питающихся от сетевого источника с высоким выходным сопротивлением, т.е. с ограничением тока потребления, например, для линейных устройств, работающих на длинных линиях. Это позволяет сохранять напряжение в линии, а значит, работоспособность как своего блока управления, так и других устройств в линии во время работы обмоток реле. В качестве аккумулятора энергии может быть использован аккумулятор, конденсатор, ионистор и т.д.

Для дополнительного снижения энергопотребления при использовании в блоке управления микроконтроллера его снабжают блоком режима пониженного энергопотребления.

Сущность данного устройства поясняется блок-схемами, представленными на фиг.1 и 2.

На фиг.1. приведена блок-схема устройства формирования сигналов, питающегося от источника, не требующего ограничений по току потребления, например от батареи питания.

Данное устройство состоит из блока управления 1 с входом 2 команды включения (выключения) бистабильного реле 3 с двумя группами контактов 4 и 5, одна из которых подключена к дополнительному входу контроля 6 блока управления 1, а другая - к выходу 7 устройства, а также коммутатора 8, подключенного к выходу 10 блока управления 1, который соединяет обмотки 9 реле 3 с блоком питания 11 устройства. Пунктиром показаны границы устройства, а штрихпунктирной линией - вариант исполнения устройства, в котором коммутатор включен в состав блока управления.

На фиг.2 приведена блок-схема устройства формирования сигналов, питающегося от источника с ограниченным током потребления, например от линии связи 14 с приемно-контрольным прибором. Устройство аналогично показанному на фиг.1 и дополнительно содержит аккумулятор энергии 12 с зарядным устройством 13, подключенным к входу питания 15. При этом коммутатор 8 соединяет обмотки 9 реле 3 с коммутатором энергии 12.

Данное устройство работает следующим образом.

Для определенности рассмотрим устройство на основе бистабильного реле 3 с двумя неполярными обмотками 9, хотя также может быть использовано и полярное бистабильное реле с одной обмоткой. Блок управления 1 постоянно контролирует состояние контактов 4 реле 3, подключенных к его входу 6, на соответствие состоянию, заданному на входе 2 устройства. При нарушении соответствия, например при получении через вход 2 команды на изменение состояния контактов, блок управления 1 формирует команду коммутатору 8 на подключение соответствующей обмотки 9 реле 3 к блоку питания 11. После приведения состояния контактов 4 реле 3 в соответствие с заданием блок управления 1 с помощью коммутатора 8 отключает обмотку 9 реле 3. При этом коммутатор 8 может быть выполнен как отдельно, так и в составе блока управления 1 (показано штрихпунктирной линией на фиг.1).

Если питание устройства ограничено сопротивлением линии связи 14, используют устройство, изображенное на фиг.2. При этом после формирования команды коммутатору 8 он подключает обмотку 9 реле 3 к аккумулятору энергии 12, предварительно зарядившемуся через зарядное устройство 13, подключенное с помощью входа питания 15 к линии связи 14, а после отключения обмотки 9 реле 3 аккумулятор энергии 12 восстанавливает свой заряд с помощью зарядного устройства 13.

Преимущество данного устройства формирования сигналов состоит в снижении стоимости системы сбора, обработки информации и управления за счет уменьшения количества и мощности источников питания, уменьшения сечения проводов питания, что достигается в результате снижения энергопотребления входящих в систему устройств формирования сигналов. Уменьшение количества вспомогательного оборудования в системе снижает стоимость монтажных работ и повышает надежность работы системы. В ряде случаев возможно полностью организовать питание устройств от информационной линии и отказаться от проводов и сетевых источников дополнительного питания.

Применение данного изобретения для автономных устройств позволит значительно увеличить продолжительность их работы без замены источника питания.

1. Устройство формирования сигналов, содержащее реле, обмотки которого подключены к блоку питания через коммутатор, соединенный с выходом блока управления или входящий в его состав, и вход команды, задающей положение контактов реле, так что блок управления обеспечивает состояние реле, соответствующее заданию на входе команды, задающей положение контактов реле, отличающееся тем, что блок управления имеет дополнительный вход контроля положения контактов реле, в качестве реле оно содержит бистабильное реле, имеющее две или более групп контактов, одна из которых подключена к дополнительному входу контроля блока управления, а другие подключены к выходу устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок питания дополнительно содержит аккумулятор энергии с зарядным устройством.