Патент ссср 257584

Патент ссср 257584

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

257584

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Кл. 21с, 68/50

Заявлено 18.V11.1966 (№ 1092668!24-7) с присоединением заявки №-Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК Н 02h

УДК 621.31I 6.92:62-52 (088.8) Приоритет—

Опубликовано 20.Х1.1969. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 5.IV.1971

Авторы изобретения

В. И. Дамрин, В. П. Матершев, Я. H. Потак и А, К. Томенко

Специальное проектно-конструкторское бюро треста

«|Овмонтажавтоматика»

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЪ| АВТОМАТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Известные у"тройства для защиты автоматических установок Ic дублированием каналов, содержа щие в каждом ка н але источник питания, логические цепи, выходной усилитель и датчики а варийных сигналов, неэкономичны, сложены в эксплуатации и малонадежны.

Предлагаемое >cTipoHсмво отличается от извест ных тем, что каждый ка нал снабжен триггером с элементом задержки в его запрещающей обратной с вяз и, Вход тр|иггера через диффсренцирующ ие цепочки,соеди нен со входами логических цепей, а выход через управляющий электрод сило вого тиристора с цепью питания

BbIxopного усилителя.

Это повышает надежно)сть действия защиты.

На фиг. 1 изображена функциональная схема логиче,"кого устройства автоматической защиты; на ф,иг, 2 — временные диаграммы напряжений, токов и ампервитков в различных цепях узла контроля.

Устройство работает по сигналам датчиков

1 аварийных параметров. Оно;имеет два (l и

II) одинаковых ка нала лопического управлеviHH,и уз ел а втоматического контроля и сигнализац ии.

Каждый канал составит из логических цепей

2; выходных усилителей 8; блока 4 питания и узла включения.

Узел включения содержит элемент памяти

5; элемент «задержка» 6; дифференцирующие

1хС-цепочки, где: С вЂ” конденсатор постоянной емкости; 1х — рези=тор (разрядное сопротивление); Д вЂ” полупроводниковый диод; 7— управляемый тиристор; электропривод 8 исполнительных механизмов.

Узел контроля и сигнализации состоит цз элементов 9 сравнения; задающего генератора 10; распределителей ll и 12; тирнсторов

18 и 14; ламп 15 сигнализации о непспра вегости; блока 16 питания и тиристо ра 17.

На фиг. 2 введены следующие обозначения: а — кривая напряжения блока 4 питания; b— выходные импульсы тока ра," предслителя 11 (аналогичные выходы имеет н распределитель

12); с — кривьге ампервитков счоттывания (отрицательные значения) и подготовки (положительные значен|ия) сердечни ков элементов сравнения 9 при отсутствии отказов в кана20 лах; d — кривая напряжения блока 16 питания; е — ам пор витки тактового считывания сердечников элементов 9 сравнения; f — aIxIпервитки подготовки сердечников после считываиия их тактовыми импульсами прн отсут25 ствии отказов в каналах; д — то же, но при наличии отказов.

На оси абсцисс — значения:времени, на осях ординат — значения напряжений (а, d), токов (b), ампервитков входных обмоток феЗО родиодных элементов (с) и выходных (f, g).

257584

Логическое ycxpIOHCIIBO представляет собой электр ическое устрой "тво, piaiccmTIaHIHoe на прием и выдачу,сигнала в постоянного тока с релейной ха рактернсгикой.

В зав и аимости от состояния объекта защи-ты устрой спвo íaõoJIHTCH .либо IB режиме ожидания аварийных сигналов (дл ительный режим), iJIHoo в режим е фунпц и о ннрования (кр атков ременный режим) .

Катушки электропр и водов исполнительных механизмов в режиме ожидания обесточены.

В режиме функционнроeаiння на катушки

3JIaKTpoiIIpIHao oIa .исполнительных механизмов поступают сигналы нз логического ycrpoHICTaa в течение времени, достаточного для их срабатьивания, после чего исполнительные меха(и измы становятся на самоблокировку, а катушки об осто ч и в а ют,"я, Схема логического устройства:представлена на фиг. 1, Устройство с целью повышения надежно сти на с р абатывание резервиро вано дублирова н ием ка нало в. Каждый канал содержит логические цепки 2, выходные усилители 8 и бланк 4 питания, а также вспомогательный узел включения, предназначенный лля по вышения,надежности устройства на отказ типа

«лож ное срабатыва нис».

Узел включения состоит из дифференцирующих RC-цепочек по числу входов элемента 5 памяти, элемента «задержка» б и унр авляемого тиристора 7 ia цепи питания электроприводов 8 исполнительных мех анизмов. Последние представляют собой нагрузки постоянного то,ка.

Каналы объединены,по од но и менным Входам и одноименным выход а|м: в .пе рвом случае — датчик а ми 1, во втором — электропр иВодам!и 8 нспол нительпых меха ннзмо в.

Для обна ружения отказа|в в аппаратуре логическое устройство содержит узел контроля и сигнализации, состоящий из 9 элементов срйвнения,по числу выхода в логического устройства, задающего генератора 10, распределителей 11 и 12, управляемых тиристорав 13, 14 и 17, ламп 15 сигнализации и блока 1б;питания.

Логические цепи строятся в соответствии с з адан ным алгоритмом íà ocHIQIBQ однотактных

HJIIH многогактных функциональных элементов (ячеек) любого типа, легко согласующихся с датчиками сигналов постоянного тока.

Так, наприме р, могут оыть при менены феррит-диодные, феррит-транзисторные и тра нзиcToipHbIc комплексы логических элементов, электромагнитные реле и др. Выбор того или иного комплекса определяется в ка ждом конкр етном случае,предъявляемьгми требованиями к логическому устройству.

Тип,выход и ого усилителя выбирается также в каждом конкретном случае в зааисимости

GT предъя вляемых трвбо ва н ий и ха ра ктера нагрузки.

Это может быть магнитный усилитель, управляемый тир истор, электромавнитное реле и д р.

Особого расамотрения требуют узлы включения,и контроля, по вышающне надежность логического у"тройства.

Узел включения срабатывает только в пе6 риалы о бращений к логическому устройству, а в осталыное |время находится в дежурном реж и ме.

Узел ко нтроля о< уществляет непрерывный автоматический конт1р аль овказов, которые могут возникнуть в аппаратуре логического устройства в периоды между отработками.

Работа узла включения основан а на принципе одновибр|атора, выдающего непродолжительный сигнал при изменении =игнала .на его выходе. Роль одновибратора выполняют дифференци рующие RC-цепочки,,подключенные к входам логического устройства. Выходы RCцепочек объединяются по «ИЛИ» на входе элемента 5 памяти.

2О Последн Не в;паре с элементом «задержка» б,предназначены для получения выдержки времени, до статочной для срабатывания .исполнительных механизма в. Элемент 5 па мяти воздействует на управляемый тиристор 7 в цепи

25 питания электрспри водов исполнительных механизмов.

Дифференцирующие RC-цепочки раоотают на п ри нц ипе за ряда ко нденсатора. Роль зарядного сопротивления .выполняет входное,"опротивлен не тр ивгера.

Диод Д, предотвращает разряд конденсатора на источник входного сигнала.

Высокоос ный рези стор R, шунтирующий конденсатор С, iaыполняет роль разрядного сопротивления. В тех случаях, когда от датчика поступает сигнал постоянного тока с ничтожно малым коэффициентом пульсаций, необходим ость в ли оде Д и резисторе R отпадает.

4О Па раметры контура RC выбираются в каждом конкретном случае из расчета надежного запуска элемента 5.

Элементы 5 и б,могут быть применены из ряда тех же элементов,на,которых, строятся

45 цепи логики да нного устройства.

Работа узла |включения за ключается в следующем.

При норм альном функционирова нии объекта защиты а!варийные сигналы на входах логического устройства OIIcyIIствуют, конденсаторы дифференциальных цепочек разряжены, элемент 5,находипся Ia состоянии «0», ток на его,выходе отсутствует и управляемый тиристор в цепи IIIHTBHHH нагрузок закрыт.

При воз н и кновении а варийного сигнала (обладающего релейной характеристикой) соответствующий конденсатор заряжается, ток, протекающий по цепи входа элемента 5 в период заряд а конденсатора, переводит элемент

5 в состояние «I», Возникающий на выходе элемента 5 сигнал открывает управляемый тнристор 7, по дключающий электромагниты испол нительных механизмов IK блоку 4 питания.

Одновреме н но а варийный сигнал вызывает соот ветствующие переключения в цепях логики, 257584 отовит сердичники (ампервитки iwg на фиг., f), так как длительность его значительно ольше длительност>и считываемого тактового . м пул ьс а.

Третий >выходной сигнал распределителя 11 т>крывает pH>pHcTop 7 во втором .канале и тии>стор в цепях входных оомоток установки в

0» сердечников элементов 9. Сердечники счиываются (устанавливаются в «0») током, ротекающим через тиристоры теми же элекроприводами, что и выходные у",. илители перoI о канала.

Последующее считывание сердечников тако>выми импульс а1ми не вызывает измене.;-1ия аправления намагниченности сердечни>ко>в, игнал в выходных обмотках отсутствует, тинсторы в це>пях сигнализации закрыты. Ламы погашены.

Для тех же одно>именных выходов каналов, 1а выходные усилители которых не подаются игналы из логики, ток подготовки (и>мпульс

1оложительной поляр>ности на фиг. 2, е) GTсутт>вует и при >последующем считывании эле1ента 9 ток на выходе его (фиг, 2, f) >не появ:я ется.

В обо>их случаях как для целей с закры

ыми, так и Открыты>ми усилителями по одно.менпым выходам ток в цепи ламп сигнализа1ии или отсутствует во>все или имеется такой

;лительнсвти, что не засвечивает их.

Лналогично схема работает при проверк

>тсутствия ложных сигналов на выходах BTG>ого канала и от>казов типа «несрабатывания»

1ервого канала.

Пр>и поочередном открывании тиристороB 7

>ерез выходные ус>илт1тели первого, а затем

>торого каналов и катушки электроприводов

1ротекает ток, >но электролриводы >не срабаты>ают:ввиду их инерционно "ти и кратков>ременгости включающего импульса.

При возникновении ложных сигналов, на1ример на выходе первого канала >или отказов гипа «не арабаты>вание» во >втором, после воз>ейст>вия третьего выходного импульса pacnpeIåëèòåëÿ 11 на тиристор 7 >BTopîãî .канала и иристор 18 сердечники элементов 9 подготав7иваются через ложно Оработа>вшие выходные ,"илители пе>рвого канала либо >не считываютсН через усилители BTopol o няня:lя. Се1>дечнпки, оставшиеся подготовлен;.1ЫМП прп ПОСЛЕдующем считывании Irx тактовыми импульсамll, снова готовятся током, протекающим от

5 блока 1б, через соответствующие лампы 15 сипнализацпп, тиристоры в цепях,сигпалпзац>ни и выходные обмотки элементов 9 (ампервитки iwg на фиг. 2, g).

Лампы 15 с>игнализацпи, соответствующие

10 ложному выходному сигналу пз первого канала, горят до запуска распределителя 12, первый выходной сигнал KGTGporo устанавливает все сердечники в «0», лампы гаснут и загорают,=я снова после запуска распределителя 11

15 и т. д.

Ми гающая сигнализация свидетельствует о,нал ичиы IHcrlcпра>вностп в одном 113 каналов.

Наличие ложных сигналов пз второго канала определяется после запуска распределителя 12

2О и т. д. Его сигналы после установки в,"ех сердечников в «0» открывают тпрпсторы 7, 13 и

14 в другой последовательности: вначале открывается тпрпстор> 7 во >втором канале >и тпристор 14, а затем Tllðèñòîð 7 в первом кана25 ле и тиристор 18. Неисправности в каналах

Оигнализируются миганием, соответствующиi неисправным выходам ламп 1а.

Таким образом, па Одном для каждой пары выходов ферродподном элементе осуществляется сравнение состояния однопмечных выходов разных каналов >Н управление сигнализацией по каждому выходу.

Предмет изобретения

Уст>ройство для защиты автоматических установок с дублированием каналов, содержащее >В каждо ка няле lhcTG IIIIIK питания, логические цепи, выходной усилитель и датчики

4о аварийны., сигналов, отличающееся тем. что, с целью повышения надежности действия защиты, каждый канал снабжен триггером с элсilcIITc» задержки в его запрещающей Обратной связи, в. од.которого через дифференцирующие цепочки =.Оединен со >входамн логических цепей, а выход через уира>вляющнй электрод си70вог. тирпстора — с цепью питания выходуоплптеля.

257584

60 б5 которые выдают сигналы управления на исполн ительные механизмы.

Сити алом элемента 5 запустится элемент б, кото рый отсчитывает положенную выдержку вре IeiHH, до,=татачную для ср абаты вания iHcполнителыных механизмов, после чего возвращ ает элемент 5 iB исходное состояние. Ситнал на выходе элем ента 5 исчез ает, элемент б возвращается iB исходное состояние, тиристор 7 закрывается, отсоединяя нагрузки от блока 4 питания. Тем самым логическое устройства сно ва переводиться в ждущий ipe>IImt.

Так им,образом, узел в ключен11я работает каждый раз при обращении к логиче сиому устройству.

В том, случае, когда в период отработки на входах логического устройства воз и икает несколько следующих друг за другом с,небольшим и .интервалами аварийных сигналов, период отработки,=оот ветственно увелич и вается.

Для этого выходы КС-цепочек связаны с цепью сброса в «0» элемента б. Поэтому каждый аварийный сигнал, воздействуя на элемент 5, одна в реме н но возвращает в нулевое состояние элемент б, .который начи нает отсчет выдержки време ни сначал а. Время, нахождения элемента 5 в cocTQSI!ktiHH «1» при этом увеличивается на столько, сколь ко требует"я для срабатьпвания всех, исполнительных механизмов е данной аварийной си гуации.

Наряду с выше .описанным узел в.<лючения решает еще одну задачу. Часто B устройствах, работающих на исполнительные механизмы с самоолокировкой, сигналы управления снимаются с электроприводов по времени, определяемому выдержкой специаль но установленных для этой цел и индивидуально по каждому выходу реле времени. В системах с большим числом выходов таких реле !BpelteHII набирается значительное количество. А поскольку времязадающий узел выполняет по сути дела ту же функцию съема сигналов уl1равления с исполнительных механизмов, то индивидуальные реле времени могут быть исключены, Выдср>кка времени элемента «задер>кка» времязадаюгцего узла выбирается равной максимальной выдержке индивидуальных реле времени.

А втоматический контроль и справнссти логического устройства осуществляется путем периодического опроса со стояния одновременно в . ех выходов сн ачала одного, а затем другого каналов, и сравнения одноименных выходов с выдачей сигнала о неисправности при их неравнозначности, Задающий генератор 10 в узле контроля предназначен для периодического поочередного запуска разомкнутых распределителей 11 и

12. Выходные сигналы распределителей в определенной последовательнссти воздействуют на тиристоры 7 в цепях питания электропри водов и"полнительных механизма в и pHpHctopbt

18, 14 и 17 в цепях контроля. Переключения тириоторов 7, 18, 14 и 17 вызывают появление таков во входных обмотках фе рродиодных эле5

45 ментов 9, предназначенных для сравнения состояния одноименных выходов разных канал Ов.

Задающий ге нер з гор 10 предста(вляет собой делитель ча таты питающей сети на фер радиод ных двухтактны х регистрах сдвига, Импульсы от задающего генератора поочеред но поступают на входы ферродиод ных разомкнутых ра спределителей 11 и 12. В период работы распределителя 11 осуществляется контроль отсутствия ло>к ных сигiHB;IoiB на выходах первого канала и отказов типа «несрабатывани е» второго канала, и наоборот, .при работе распределителя 12 осуществляется контроль отсутствия ложных сигналов на выходах второго ка нала и «несра батыва ния» первого канала.

Рассмотрим работу узла контроля, когда

ilIpcIBepsIeTcII отсутствие ложных сигналов на выходах первого канала и отказов типа «несрабатывание» второго канала.

В период между отработками на какие-то выходные усилители 8 одноименных выходов каналов сигналы из логики поступают, à «а остальные — не поступают, При этом тиристоры 7 обоих ка налов, а также тиристоры 18, 14 и 17 перед каждым началом цикла работы распределителей 11 и 12 за крыты. кат шки электропривадов 8 обесточены и сигнальные лампы 15 не говорят.

Принцип дей=твия узла;контроля поясняется фиг. 2, где при ведены:временные диаграммы а — g импульсов на пряжений и токов в различных цепях узла контроля.

Первый выходной испульс iii распределителя 11 открывает тиристор 17 и по обмоткам установки в «0» сердечников элементов 9 проходит импульс тока (ампервигки iz. 9 на фиг.

2, с) и сердечники устанавл иваются в исходное состоя ние (в «0»).

Импульс тактового считывания (ампервитки йв, на фиг. 2, е) не вызывает изменения магнитного состояния сердечников элементов 9.

Второй выходной импульс распределителя

11 открывает THpHcTcip 7 iB пер вам канале и тиристор 14 в цепях обмоток подготовки (установки в «1») сердечников элементов 9.

От блска 4 питания через тири.=тары 7 и

14 по обмотка м подготовки, соответствующим включенным выходным усилителям первого канала, .протечет ток установки сердечника в в

«1» (ампер витки подготовки па> на фиг. 2, с).

При последующем сч итыва нии сердечников тактовым HM!II) льсом (ампервитки iK7I на фиг.

2, е) в,выходных обмотках фер родиодных элементов 9, подготовленных ранее, появляется э. д. с., под действием которой переключаются соответствующие тиристоры,в цепях сигнали"- а ци и.

От блока 1б питания (кривая его напряжения представлена на фиг. 2, d) через лампы сигнализации тиристоры iH выходные обмоткH элемента в 9 протечет ток, который снова под257584 е 0 (Ибр с иг /

Составитель В. Пилипенко

Корректор T. А. Китаева

Техред 3. Н. Тараненко

Редактор Э. Рубан

Заказ 423 Тираж 480 Поднисно

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений я открытий при Совете М1шнстров СССР

Москва, 5К-35 Раушская наб., д. 4, о

Тип, Харьк. фил. пред, «Патент»