РЕЛЕ ВРЕМЕНИ Российский патент 1998 года по МПК H03K17/28 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и систем управления.

Известно многоканальное реле времени (см. авторское свидетельство СССР N 597091 от 25.10.76, МКИ H 03 K 17/28, В.В.Шаргородский и др. "Многоцепное реле времени", опубликовано 05.03.78, Бюл. N 9), содержащее выходные усилители по числу цепей и блок управления, содержащий включенные последовательно генератор импульсов, счетчик, дешифратор элементы совпадения по числу цепей и один элемент ИЛИ. Первые входы выходных усилителей подключены к соответствующим поразрядным выходам дешифратора, один вход каждого элемента совпадения подключен ко входной клемме соответствующей цепи и ко входу установки нуля усилителя соответствующей цепи, второй вход каждого элемента совпадения подключен к инверсному выходу усилителя этой же цепи, а выходы всех элементов совпадения через элемент ИЛИ подключены ко входу генератора импульсов и входу установки нуля счетчика.

Недостатком данного реле времени является низкая достоверность функционирования в связи с отсутствием контроля состояния выходных цепей и возможностью одновременного формирования команд по нескольким выходам при отказах элементов.

Известно многоканальное реле времени (см. книгу: Шполянский В.А., Курицкий А.М. "Программно-временные задатчики", М.: "Машиностроение", 1984, стр. 250, рис. 4.40), которое является прототипом и содержит три электромагнитных реле, каждое из которых имеет переключающую контактную группу, и блок управления, первые выводы обмоток реле соединены с соответствующими выходами блока управления, вторые выводы подключены к шине питания. Переключающий, замыкающий и размыкающий контакты каждого реле соединены с соответствующими выводами устройства.

Недостатком данного реле времени является низкая достоверность функционирования в связи с отсутствием контроля состояния контактов электромагнитных реле и возможностью несанкционированного формирования отдельных команд при одиночных отказах элементов схемы, а также возможностью одновременного формирования команд по нескольким выходам.

Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является создание реле времени с высокой достоверностью функционирования.

Технический результат, заключающийся в повышении достоверности функционирования, достигается тем, что в реле времени, содержащее N электромагнитных реле, каждое из которых имеет переключающую контактную группу, первые выводы обмоток реле соединены с соответствующими выходами блока управления, вторые выводы - с одной из шин источника питания, замыкающие контакты реле соединены с соответствующими выходами устройства, введены контрольный выход, резистор и дополнительная переключающая контактная группа, размыкающий и замыкающий контакты которой подключены соответственно через резистор и непосредственно к одной из шин источника питания, а переключающий контакт - к переключающему контакту первого реле, переключающий контакт каждого последующего реле соединен с размыкающим контактом предыдущего реле, размыкающий контакт N-го реле соединен с контрольным выходом устройства.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить достоверность функционирования реле времени путем организации контроля исходного состояния контактов электромагнитных реле, а также введения временной селекции формируемых команд с помощью дополнительной контактной группы и исключения возможности формирования команд одновременно на нескольких выходах.

На фиг. 1 представлена электрическая схема реле времени. На фиг. 2 представлена электрическая схема блока управления. Реле времени (см. фиг. 1) содержит блок 1 управления, три электромагнитных реле 2, 3, 4, каждое из которых имеет переключающую контактную группу (соответственно, 2-2, 3-2, 4-2), дополнительное реле 5 с переключающей контактной группой 5-2, резистор 6, контрольный выход 7, плюсовую шину 8 источника питания, выходы 9, 10, 11, общую шину 12. Первые выводы обмоток 2-1, 3-1, 4-1, 5-1 реле 2-5 соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выводами блока 1 управления, вторые выводы обмоток реле 2-5 - с общей шиной 12. Замыкающий контакт контактной группы 5-2 соединен непосредственно с плюсовой шиной 8 источника питания, размыкающий контакт - через резистор 6 с плюсовой шиной 8, переключающий контакт - с переключающим контактом контактной группы 2-2. Замыкающие контакты контактных групп 2-2, 3-2, 4-2 соединены с выходами соответственно 9, 10, 11 устройства. Размыкающие контакты контактных групп 2-2, 3-2 соединены соответственно с переключающими контактами групп 3-2, 4-2. Размыкающий контакт контактной группы 4-2 соединен со входом блока 1 управления и с контрольным выходом 7 устройства.

В описанном варианте схемы осуществляется автоматическая временная селекция выходных команд с помощью дополнительного электромагнитного реле 5. При осуществлении ручной селекции выходных команд вместо дополнительного реле 5 может быть использован переключатель или тумблер. В этом случае контакты тумблера включаются в схему в качестве контактов группы 5-2; обмотка 5-1, а также связь размыкающего контакта группы 4-2 со входом блока 1 управления отсутствуют.

Блок 1 управления (см. фиг. 2) в общем случае содержит генератор 13 тактовых импульсов, счетчик 14 импульсов, схему 15 начальной установки, дешифраторы 16, 17, 18 команд, формирователи 19, 20, 21 команд, контрольный D-триггер 22, логическую схему 23, формирователь 24 для управления дополнительным электромагнитным реле 5. Выход генератора 13 подключен к входу тактовых импульсов счетчика 14.

Выход схемы 15 начальной установки подключен к входу начальной установки счетчика 14 и тактовому входу D-триггера 22, прямой выход которого соединен с первым входом логической схемы 23. Первая группа выходов счетчика 14 соединена с входами дешифратора 16 первой команды, выход которого соединен со входом формирователя 19 первой команды и со вторым входом логической схемы 23. Вторая группа выходов счетчика 14 соединена со входами дешифратора 17 второй команды, выход которого соединен со входом формирователя 20 второй команды и с третьим входом логической схемы 23. Третья группа выходов счетчика 14 соединена со входами дешифратора 18 третьей команды, выход которого соединен со входом формирователя 21 третьей команды и с четвертым входом логической схемы 23. Выход логической схемы 23 соединен со входом формирователя 24. Выходы формирователей 19, 20, 21, 24 являются соответственно первым (25), вторым (26), третьим (27) и четвертым (28) выходами блока 1 управления. Информационный вход D-триггера 22 подключен к входу 29 блока 1 управления.

Реле времени работает следующим образом.

После подачи на устройство напряжения питания (питание подается на шины 8, 12 устройства, а также на схемы, входящие в состав блока 1 управления; цепи питания последних на чертежах не показаны) начинает работать генератор 13 тактовых импульсов, схема 15 начальной установки формирует импульс, которым приводятся в исходное (нулевое) состояние разряды счетчика 14 импульсов и производится запись в D-триггер 22 информации о состоянии контрольного выхода 7 устройства. Сигнал на контрольном выходе 7 устройства характеризует наличие исходного состояния контактных групп 2-2, 3-2, 4-2 реле 2, 3, 4. В этом случае с шины 8 напряжение через резистор 6 и замкнутые контакты группы 5-2 поступает на переключающий контакт группы 2-2 реле 2. Если контактная группа 2-2 реле 2 находится в исходном состоянии, указанное напряжение поступает на переключающий контакт контактной группы 3-2 реле 3. Если контактная группа 3-2 реле 3 находится в исходном состоянии, напряжение поступает на переключающий контакт контактной группы 4-2 реле 4. Если контактная группа 4-2 реле 4 находится в исходном состоянии, напряжение далее поступает на вход 29 блока 1 управления и на контрольный выход 7 устройства, сигнализируя о наличии исходного состояния контактных групп всех электромагнитных реле.

При наличии напряжения на входе 29 блока 1 управления во время формирования импульса начальной установки схемой 15 D-триггер 22 устанавливается в состояние "лог.1", разрешая формирование сигналов на выходе логической схемы 23. Логическая схема 23 является схемой ИЛИ для сигналов, поступающих на ее второй, третий и четвертый входы, по первому входу схемы 23 производится запрет или разрешение формирования сигналов на ее выходе. Указанная логика может быть реализована, например, при использовании стандартных логических схем И-ИЛИ. При отсутствии напряжения на входе 29 блока 1 во время формирования импульса начальной установки D-триггер 22 устанавливается в состояние "лог.0", запрещая формирование сигналов на выходе логической схемы 23.

Временное положение импульсов команд, формируемых на первом (25), втором (26) и третьем (27) выходах блока 1 управления, определяется дешифраторами команд 16, 17, 18. Формирователи 19, 20, 21, 24 служат для согласования по напряжению и мощности выходов дешифраторов 16-18 и схемы 23 с обмотками электромагнитных реле 2-5.

Пусть, например, по логике работы устройства первой должна формироваться команда на его выходе 9. В этом случае в заданный счетчиком 14 импульсов и дешифратором 16 первой команды момент времени с помощью формирователя 19 к источнику напряжения подключается обмотка 2-1 реле 2; одновременно, при условии нахождения контрольного триггера блока 1 в состоянии "лог.1", через схему 23 и формирователь 24 подается импульс напряжения на обмотку 5-1 реле 5. Переключающий контакт контактной группы 5-2 подключается непосредственно к плюсовой шине 8 источника питания. Поскольку при срабатывании реле 2 переключающий контакт группы 2-2 подключается к первому выходу 9 устройства, на указанном выходе формируется команда. Сопротивление резистора 6 выбирается таким образом, чтобы ток, поступающий через него в нагрузку (в случае срабатывания реле 2 и несрабатывания реле 5), был недостаточен для срабатывания нагрузки, но в то же время обеспечивал функционирование устройств, подключенных к контрольному выходу 7 устройства.

Для формирования команды на выходе 10 устройства должны сработать одновременно реле 3 и 5, что обеспечивается дешифратором 17, формирователем 20, логической схемой 23 и формирователем 24, при этом команда на выходе 10 будет формироваться при условии, что реле 2 в несработанном состоянии, а контактные группы 2-2, 3-2, 4-2 реле 2-4 при опросе были в исходном состоянии. Аналогично, команда на выходе 11 устройства формируется при срабатывании реле 4 и 5 и нахождении в несработанном состоянии реле 2 и 3.

Из описания работы реле времени следует, что формирование команд на выходах 9-11 отсутствует, если в начале цикла работы отсутствовало исходное состояние хотя бы одной из контактных групп 2-2, 3-2, 4-2. За счет введения временной селекции команда с помощью контактной группы 5-2 дополнительного реле 5 исключено несанкционированное появление команд на выходах 9-11 устройства при одиночных отказах реле 2-4, а также счетчика 14, дешифраторов 16-18 или выходных формирователей 19-21 блока 1 управления. Наконец, в устройстве исключено одновременное формирование команд на любых двух или трех выходах 9-11, поскольку формирование команд на втором (10) и третьем (11) выходах обусловлено отключенными от источника питания (шина 8) замыкающими контактами предыдущих реле (соответственно, контактных групп 2-2 и контактных групп 3-2, 2-2). Все эти меры в совокупности позволяют повысить достоверность функционирования реле времени.

В институте изготовлен и испытан лабораторный макет реле времени. Испытания подтвердили осуществимость и практическую ценность заявляемого устройства.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве таймера в системах управления. Достигаемый технический результат - повышение достоверности функционирования. Реле времени содержит блок управления, электромагнитные реле, резистор, контрольный выход, плюсовую шину источника питания, выходы и общую шину. 2 ил.

Реле времени, содержащее N электромагнитных реле, каждое из которых имеет переключающую контактную группу, первые выводы обмоток реле соединены с соответствующими выходами блока управления, вторые выводы - с одной из шин источника питания, замыкающие контакты реле соединены с соответствующими выходами устройства, отличающееся тем, что введены контрольный выход, резистор и дополнительная переключающая контактная группа, размыкающий и замыкающий контакты которой подключены соответственно через резистор и непосредственно к одной из шин источника питания, а переключающий контакт - к переключающему контакту первого реле, переключающий контакт каждого последующего реле соединен с размыкающим контактом предыдущего реле, размыкающий контакт N - го реле соединен с контрольным выходом устройства.