Устройство задержки сигналов Советский патент 1984 года по МПК H03H7/32 

1 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при создании высоконадежных систем для управления тех нологическими процессами. По основному авт. св. № 1015491 известно устройство задержки сигналов, содержащее программирующий блок задержки, состоящий из двоичного счетчика, выполненного на триггерах, единичные и нулевые выходы которых подключены к программному коммутатору, выполненному на однопотпосных переключателях, выходы которого через многовходовой элемент И подключены к управляющему входу вентиля, выход которого соединен с выходной щиной устройства, а импульсный вход подключен к выходу блока управления, содержащему задающий генератор, выход которого подключен к импульсному входу управляемого вентиля, к выходу управления которого подключен единичный выход триггера управления, единичный вход которого подключен к входной шине устройства, нулевой вход - к установочному входу программируемого блока задержки, соединенному с нулевыми входами триггеров двоичного счетчика и с выходной шиной устройства, а выход управляемого вентиля подключен через делитель частоты к вьгходу блока управления, соединенному со счетным входом первого триггера счетчика формирователь контрольного кода, контрольный блок, формирователь сигналов сбоя с индикаторным устройством, пер вый и второй элементы ИЛИ, блок задержки, причем первый и второй информационные входы формирователя контрольного кода подключены к единичным выходам триггеров счетчика и к выходам коммутатора, которые являются соответственно первым и вторым информационными вьп одамц программируемого блока задержки, первый и второй импульсные входы формирователя контрольного кода подключены соответственно к выходной и входной шинам уст ройства, и к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого через блок задержки подключен к входу опроса контрольного блока, на пер Bijfi вход которого подключен выход формирователя контрольного кода, на второй вход - выход второго элемента ИЛИ, на вход которого подключены выходы Больше,Меньше, Равно контрольгюго блока, причем выходы 062 Больше и Меньше подк/оочены к первому и второму входам формирователя сбоя, на третий вход которого подключен выход второго элемента ИЛИ, а на первый и второй установочные входы подключены соответственно входная и выходная шины устройства tl. Недостатком известного устройства является недостаточно высокая надежность работы, ввиду отсутствия контро ля работы блока управления. Сбой в работе задающего генератора блока управления, выражающийся в отсутствии на его выходе одного или нескольких импульсов, как и сбой в работе делителя частоты блока управления автоматически ведут к бесконтрольному увеличению времени установленной задержки. Вероятность указанного явления многократно увеличивается при использовании известного устрой; в управляющих технологических компл- ксах, где для временного согласования механических перемещений с командами управления в качестве задающего генератора как правило используются электронно-механические генераторы (магнито-электрические, фотоэлектрические), использующие вращение оси приводного электродвигателя. Необходимо отметить также, что появление в выходной цепи блока управления лишних импульсов (Помехи) также приводит к искажению установленного по программе времени задержки, так как эти импульсы могут быт) восприняты программируемым блоком заде ржки. Цель изобретения - повышегсие надеж ности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство задержки сигналов, содержащее программируемый блок задержки, состоящий из двоичного счетчика, вьтолненного на триггерах, единичные и нулевые выходы которых подключены к программному коммутатору, выполненному на однополюсных переключателях, выходы которого через многовходовой элемент И подключены к управляющему входу вентиля, выход которого соединен с выходной шиной устройства, а импульсный вход подключен к выходу блока управления, содержащему задающий генератор, выход которого подключен к импульсному входу управляемого вентиля, к .выходу управления которого подключен единичный выход триггера управления, единичный вход которого подключен к входной шинр устройствя. нулевой вход - к установочному входу программируемого блока задержки, соединенному с нулевыми входами триггеров двоичного счетчика и с выходной шиной устройства, а выход управляемого вентиля подключен через делитель частоты к выходу блока управления, соединённому со счетным входом первого триггера счетчика, формирователь контрольного кода, контрольный блок, формирователь сигналов сбоя с индикаторным устройством, первый и второй элементы ИЛИ, блок задержки, причем первый и второй информационные входы формирователя контрольного кода подключены к единичным выходам триггеров счетчика и к выходам коммутатора, которые являются соответственно первым и вторым информационными выходами программируемого блока задержки, первый и второй импульсные входы формирователя контрольного кода подключены соответственно к выходной и входной шинам устройства,и к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, выход которого через блок задержки подключен к входу опроса контрольного блока, на первый вход которого подключен выход формирователя контрольного кода на второй вход - выход второго элемен та ИЛИ, на вход которого подключены выходы Больше, Меньше, Равно контрольного блока, причем вьгходы Больше и Меньше подключены к первому и второму входам формирователя сбоя, на третий вход которого подключен выход второго элемента ИЛИ, а на первый и второй установочные входы подключены соответственно входная и выходная шины устройства, введен блок контроля входной частоты, содержащий триггер контроля первого импульса, нулевой вход которого подключен к выходной шине устройства, а единичньй выход - к управляющему входу первого дополнительного управляемого вентиля импульсный вход которого через первый элемент задержки импульсов связан с входной шиной устройства, а единичный вход упомянутого триггера подклюключен к выходу блока управления, а также к импульсным входам второго и третьего дополнительных управляемых вентилей, входы управления которых соответственно подключены к единичному и нулевому выходам триггера-распре делителя, при этом выход второго дополнительного управляемого вентиля подключен к входу ёторого элемента задержки импульсов, единичный вход триггера-распределителя - к нулевому входу контрольного триггера серии импульсов, выход третьего дополнительного управляемого вентиля соединен с входом третьего элемента задержки импульсов, нулевым входом триггера-распределителя и единичным входом контрольного триггера серии импульсов, единичный и нулевой выходы которого подключены к управляющим входам четвертого и пятого дополнительных управляемых вентилей соответственно, входы которых также соответственно подключены к выходам второго и третьего элементов задержки импульсов, а вькоды подключены к первому и второму входам первого дополнительного элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу шестого дополнительного управляемого вентиля, управляющий вход которого подключен к нулевому выходу триггера контроля первого импульса, а выход подключен к первому входу, второго дополнительного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого управляемого вентиля, а выход подключен квходу блока индикации. Введение в известное устройство блока контроля входной частоты позволяет осуществить жесткий контроль работы задающего генератора с точностью до одного импульса, начиная с момента поступления сигнала Пуск, а также контроль работы делителя частоты блока управления. В случае использования в устройстве электронно-механического генератора, введение блока контроля входной частоты позволяет путем контроля периода делителя частоты, зависящего от момента на валу приводного электродвигателя, с -выбранной точностью контролировать всю кинематическую схему привода. Блок контроля входной частоты фиксирует также возникновение помех на выходе блока управления. Во всех случаях блок формирует сигнал сбоя с включением элемента индикаций блока индикации (Сбой ЗГ). На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит блок 1 управления, в который входит задающий генератор 2, триггер 3 управления, управляемый вентиль 4 и делитоль 5 частоты, причем единичный вход триггера 3 управления подключен к входной шине устройства, а единичный выход к входу управления управляемого вентиля 4, и fflyльcный вход которого под ключей к выходу задающего генератора 2, а выход соединен с входом делителя 5 частоты. В состав устройства входит программируемый блок 6 задержки, содержащий двоичный счетчик 7 на N разрядов, программный коммутатор, многовхо довой элемент И 9, входы которого подключены к выходным клеммам программного коммутатора 8, а выход сое динен с управляющим входом вентиля 10, импульсный вход которого соединен со счетным входом первого разряда двоичного счетчика 7, а также выходом делителя 5 частоты, выход вентиля 10 соединен с выходом задержанного сигнала программируемого блока 6 задержки. Выходы двоичного счетчика являются первым информационным вы ходом программируемого блока 6 задер жки, а вькоды программного коммутато ра 8 являются вторым информационным выходом. Формирователь II контрольно го кода содержит первый блок 12 пере дачи числа, блок 13 инвертирования контрольного кода, второй блок 14 передачи числа. Первый и второй им пульсные входы формирователя 11 конт рольного кода подключены соответственно к выходу задержанного сигнала программируемого блока 6 задержки, к выходу устройства и к входной шине а также к первому и второму входам первого элемента ИЛИ 15 и через блок задержки 16 - к контрольному блоку 17, который содержит контрольный регистр 18, выходы которого поразрядно подключены на первые потенциальные входы контрольного устройства 19 сравнения. На вторые потенциальные входы контрольного устройства 19 сравнения подключены выходные клеммы контрольного коммутатора 20, подключенного к минусу источника постоянного напряжения. Выходы контрольного устройства сравнения Больше,Меньше, Равно подключены к входам второго элемента ИЛИ 21, причем выходы Больше и Меньше подключен , также к первому и второму входам формирователя 22 сигналов сбоя, на третий вход которого подключен выход второго элемента ИЛИ 21, соединенный также с устан вочными входами триггеров контрольного регистра 18. Формирователь 22 сигналов сбоя содержит первый триггер 23, управляемый вентиль 24, второй триггер 25, управляемые вентили 26-29, к выходам которых подключено индикаторное устройство 30. К единичному входу первого контрольного триггера 23 подключен выход второго элемента. ИЛИ 21, нулевой вход - к входной шине устройства, единичный и нулевой входы второго контрольного триггера 25 подключены к установочным входам формирователя 22 сигналов c6oj соединенными с входной и выходной шинами устрюйства. Устройство содержит также блок 31 контроля входной частоты, состоящий из триггера 32 контроля первого импульса, триггера-распределителя 33, контрольного триггера 34 серии импульса, первого 35, второго 36 и третьего 37 элементов задержки импульсов, шести дополнительных управляемых вентилей 38-43 и первого 44 и второго 45 дополнительных элементов ИЛИ, причем нулевой вход триггера 32 контроля первого импульса подключен к установочному входу блока 31 контроля входной частоты и к выходной шине устройства, а единичный выход - к управляющему входу первого дополнительного управляемого вентиля 38, импульсный вход которого через первый элемент 35 задержки импульсов связан с первым входом блока 31 контроля входной частоты и входной шиной устройства, а единичный вход триггера 32 подключен к второму входу блока 31 контроля входной частоты и выходу блока 1 управления, а также к импульсным входам второго 39 и третьего 40 дополнительных управляемых вентилей, входы управления которых соответственно подключены к единичному и нулевому выходам триггера-распределителя 33, при этом выход второго дополнительного управляемого вентиля 39 подключен к входу второго элемента задержки импульсов 36, единичный вход триггера-распределителя 33 и нулевой вход контрольного триггера 34, выход третьего дополнительного управляемого вентиля 40 связан с входом третьего элемента 37 задержки импульсов, нулевым входом триггера-распределителя 33 и единичным входом контрольного триггера серии импульсов 34, единичный и нулевой выходы которого подключены к управляющим входам чет71091306

вертого 41 и пятого 42 дополнительных управляемых вентилей соответственно, входы которых также соответственно подключены к выходам второго 36 и третьего 37 элементов задержки импуль сов, а выходы подключены к первому и второму входам первого дополнительного элемента ИЛИ 44, выход первого дополнительного элемента ИЛИ 44 подключён к входу шестого дополнительного управляемого вентиля 43, управляющий вход которого подключен к нулевому выходу триггера 32 контроля первого импульса, а выход подключен к первому входу второго дополнительного элемента ИЛИ 45, вtopoй вход втоpofo дополнительного элемента ИЛИ 45 соединен с выходом первого дополнительного вентиля 38, а выход - с входом блока 46 индикации. Элементы 3537 задержки импульсов блока 31 контро ля входной частоты представляют собой одновибраторы с формирователем импуль са по заднему фронту, вьшолненные. например, на микромодульном комплексе СИПЕ-5С и представляющие собой последовательно соединенные инвертор и усилитель тока, охваченные обратной связью, причем к выходу инверто- ра подключен вход вентиля-формирователя, выход которого является выходо элемента задержки импульсов. Требуемая задержка импульсов подбирается соответствующими высокостабильными конденсаторами, например типа К42-Улибо К40-У-9, которые подключаются к усилителю тока. Время задержки первого элемента 35 задержки импульсов Т () где Taf- - период частоты задающего генератора 2; Тд - период выходной частоты делителя 5. Дпя осуществления жесткого контро ля всех без исключения импульсов задающего генератора 2 блока 1 управления время задержки второго и третьего элементов 36 и 37 задержки импульсов должно быть Тд+ д , где /1 Т Контроль возможных поме случае на выходе блока 1 управления воспринимается блоком 31 контроля входной частоты практически на про- тяжении всего периода Тд, а именно случае установления контроля .на процентное отклонение периода час тоты на выходе делителя 5 частоты блока 1 управления, например, при

использовании электронно-механического генератора в качестве задающего генератора 2 величина второй и третьей задержек импульсов определяется в этом из соотношения л too г а /в где S - установленный допуск на изменение периодачастоты на выходе делителя 5 частоты в %, Устройство работает следующим образом. Перед началом работы производится установка исходного состояния триггера 3 управления, разрядов двоичного счет чика 7, контрольного регистра 18, первого и второго контрольных триггеров 23 и 25, триггера 32 контроля первого импульса, триггера-распределителя 33 и контрольного триггера 34 серии импульсов (цепь установки О на чертеже условно не показана). На переключателях программного коммутатора 8 и контрольного коммутатора 20 производится набор кодовой комбинации для получения задержки необходимой длительности. По сигналу Пуск, поступающему на вход управления устройства, производится установка триггера 3 управления в единичное состояние, в результате чего на вход управления вентиля 4 подается разрешающий потенциал низкого уровня. Сигналом Пуск производится установка в исходное состояние первого контрольного триггера 23, второго контрольного триггера 25 - в единичное состояние, этим же сигналов производится опрос второго блока 14 передачи числа, в результате чего контрольная кодовая комбинация, соответствующая выбранной временной задержке, подается на входы контрольного регистра 18 и далее на первые потенциальные входы контрольного устройства 19 сравнения. После установления потенциалов производится опрос контрольного устройства 19 сравнения и в зависимости от результатов сравнения контрольного кода с контрольного регистра 18 с кодом задержки, установленным на коммутаторе 20, формируется один из трех возможных сигналов на выходе контрольного устройства. 19 сравнения, а именно: Больше, Равно или Меньше, причем по сигналам Больше или Меньше, поступающим на импульсные входы вентилей 26 и 27, производится контроль исправности контрольного ком910мутатора 20, программного коммутатора 8 и двоичного счетчика 7 Любой из выходных сигналов контрольного устройства 9 сравнения с выхода элемента ИЛИ 21 переключает первый контроль ный триггер 23, который при отсутствии сигнала с выхода контрольного уст ройства 19 сравнения сохраняет свое исходное состояние, сигналом с выхода элемента ИЛИ 21 производится также установка исходного состояния разрядов контрольного регистра 18. Входной сигнал Пуск поступает также на первый вход блока 31 контроля входной частоты, на вход первого элемента 35 задержки импульсов. Если первый сигнал с. выхода блока I управления на второй вход блока 31 контроля входной частоты поступает через время, большее, чем ( + Тд), где Т,, - период частоты задающего-генератора 2; Тд- период выходной частоты делителя 5 частоты, что указывает на сбой в работе задающего генератора 2,, либо делителя 5 частоты, либо сигнал с выхода блока управления не поступает совсем,что указывает на нексправцость триггера 3 управления,либо управляемог вентиля 4 блока 1 управления, триггер контроля первого импульса 32 сохраняВТ свое исходное состояние и задержанный сигнал Гуск с выхода первого элемента 35 задержки импульсов через первый управляемый вентиль 38, на управляющем входе которого имеется разрешение, поступает на второй вход второго элемента ИЛИ 45 и с его выхода - на вход блока 46 индикации и происходит включение элемента индикации Сбой ЗГ, В противном случае первый импульс серии с выхода блока 3 управления поступает на второй вход блока 3 контроля входной частоты на единичный вход триггера 32 ко1гтроля первого, импульса, и в результате перекиочения триггера 32 на управляю1цем входе первого втравляемого вентиля 38 устанавливается запрещающий-потенциал, а с нуле lioro плеча этого триггера 32 на управ /гяющий вход шестого управляемого вен тля 43 подается разрешающий потенцисШ низкого уровня, и в этом случае задержанный сигнал Пуск не пропускается первьм управляемым вентилем 38 а сигнал сбоя не формируется. Первый импульс серии с выхода б.пока 1 управления nocT Tiaer также на импульсные входы второго 39 и третьего 40 управ0610ляемых вентилей и с выхода второго управляемого вентиля 39, на управляющем входе которого имеется разрешающий потенциал, поступает на второй элемент 36 задержки импульсов, поступая на единичный вход триггера-распре делителя 33, вызывает его переключение, устанавливая тем самым на управляющем входе второго управляемого вентиля 39 запрещающий потенциал, а на управляющем входе третьего управляемого вентиля 40 - разрешающий, поступая также на нулевой вход контрольного триггера 34 серии импульсов, он производит тем самым подготовку четвертого управляемого вентиля 41 для пропуска первого импульса серии задержанного второй задержкой импульсов 36 на время .5 где Тд - период выходной частоты делителя частоты 5; Т „ - период частоты задающего генератора 2. В случае поступления на второй вход блока 31 контроля входной частоты второго импульса серии с выхода блока 1 управления в установленное время Тд, этот сигнал проходит через третий управляемый вентиль 40 и пост тает на третий элемент 37 задержки импульсов, устанавливает триггер-распределитель 33 в исходное положение, подготавливая тем самым проход очередного (третьего)импульса серии через второй управляемый вентиль 39, а также,, поступая на единичный вход контрольного триггера 34 серии импульсов, переключает его раньше, чем выходит задержанный и fпyльc от первого импульса серии с выхода второго элемента 36задержки импульсов, который через четвертый управляемый вентиль 41 не проходит, так как на его управляющем входе уже установлен запрещающий потенциал. Очередной (третий) импульс серии вновь поступает на второй элемент 36 з,адержки импульсов и, если он поступал в установленное время, переключит контрольный триггер 34 серии, опередив тем самым на времяД задержанный сигнал от второго импульса серии с выхода третьего элемента 37.задержки импульсов и установив на у.11равляющем входе пятого управляемого вентиля запрещающий потенциал, Таки1 образом ос тцествляется постоянньп - жесткий контроль всех без исключения импульсов задающего генератора 2 по входным импульсам блока 1 управле.ниЯ; так как при пропуске хотя бы одного импульса проходит увеличение периода делителя частоты на время Т и какой-либо из импульсов с выхода второго 36 или третьего 37 элементов задержек через один из управляемых вентилей 41 или 42 поступает на первый, либо второй вход первого элемента ИЛИ 44 и через управляемый вентиль 43 - на первый вход второго элемента ИЛИ 45 и далее на вход блока 46 индикации, где происходит включение элемента индикации Сбой ЗГ. Эта же индикация включается и в случае возникновения на выходе блока 1 управлеНИН лишнего импульса (помехи), так как в этом случае происходит дополнительное переключение контрольного триггера серии импульсов 34, а также сдвиг сигнала опроса одного из управляемых вентилей 41 или 42. Импульсы серии с выхода блока 1 уп равления отсчитываются двоичным счетчиком 7 и при достижении в нем кода, равного коду, установленному на переключателях программного коммутатора 8, на выходе элемента И 9 формируется низкий потенциал разрешающего уровня, который поступает на управляющий вход вентиля 10. На выходе вентиля 10 формируется сигнал, который подается на выходную клемму устройства и является его выходным сигналом. По этому сигналу производится установка второго контрольного триггера 25 в исходное состояние, триггер 3 управления также устанавливается в исходное состояние, в результате прекращается поступление импульсов задающего генератора 2 на вход двоичного счетчика 7 и второй вход блока 31 контроля входной частоты. Во избежание формирования ложного сигнала сбоя Сбой ЗГ выходной сигнал поступает также на установочный вход блока 3 контроля входной частоты, на нулевой вход триггера контроля первого импульса 32, возвращая его в исходное положение, подготавливая его тем самым для контроля первого импульса серии по очередному пуску устройства задержки сигналов, при этом на управляющем входе шестого управляемого вентиля 43 устанавливается запрещающий потенциал, так как последний К импульс серии, являющийся выходным сигналом и поступающий на один из элементов 36 и 37 задержки импульсов выходной сигнал с которой ввиду от612сутствия (К+1) импульса серии, пройдет через один из двух 41 иЛи 42 управляемых вентилей, но не будет пропущен шестым управляемым вентилем 43 на вход блока 46 индикации. При поступлении на импульсные входы опроса вентилей первого блока 12 . передачи числа выходного сигнала производится запись числа, соответствукяцего прямому коду, при котором на выходе устройства сформировался выходной задержанньй сигнал, в контрольный регистр 18, а затем через блок 16 задержки производится опрос контрольного устройства 19 сравнения. При этом, если выходной задержанный сигнал с программируемого блока 6 задержки сформирован во время, т.е. в соответствии с кодом, установленным на переключателях программного коммутатора 8, сигнал сбоя не формируется. При появлении на выходе контрольного устройства 19 сравнения сигналов Больше или Меньше, поступающих на импульсные входы вентилей 28 и 29, форьшруются сигналы сбоя, сигнализирующие, что выходной сигнал сформирован раньще или позже, чем требовалось по программе. Выходной сигнал поступает также на импульсный вход вентиля 24 блока 22 формирования сигналов сбоя и, в случае отка.за контрольного устройства 19 сравнения(Формирует сигнал сбоя, который поступает на вход индикаторного устройства 30. Технико-экономическая эффективность заключается в повышении надежности работы устройства задержки сигналов путем введения контроля работы всех без исключения элементов блока управления,, а также осуществлении жесткого контроля работы задающего генератора с точностью до одного импульса, начиная с момента поступления сигнала Пуск, контроль работы делителя частоты, а также контроль входных цепей при возникновении ложных сигналов помех, искажающих величину времени задержки устройства. При использовании в yciройстве в качестве защающего генератора электронно-механического генератора появляется возможность путем контроля периода частоты делителя частоты производить контроль кинематической схемы технологической линии, гпа применено устройство задержки, таккак период частоты зависит от момончп на валу приводного электродвигртрл -.

УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖКИ СИГНАЛОВ по авт.ев, № 1015491, отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности в работе, в него введен блок контроля входной частоты, содержащий триггер контроля первого импульса, нулевой вход которого подключен к выходной шине устройства, a единичный выход - к управляющему входу первого дополнительного управляемого вентиля, импульсный вход которого через первый элемент задержки импульсов связан с входной шиной устройства, a единичный вход упомянутого триггера подключен к выходу блока управления, a также к импульсным входам второго и третьего дополнительных управляемых вентилей, входы управления которых соответственно подключены к единичному и нулевому выходам триггера-распределителя, при этом выход второго дополнительного управляемого вентиля подключен к входу второго элемента задержки импульсов, единичны вход триггера-распределителя - к нулевому входу контрольного триггера серии импульсов, выход третьего дополнительного управляемого вентиля соединен с входом третьего элемента задержки импульсов, нулевым входом триггера-распределителя и единичным входом контрольного триггера серии импульсов, единичный и нулевой выходы которого подключены к управляющим в {одам четвертого и пятого дополнительных управляемых вентилей соответственно, входы которых также соответ§ ственно подключены к выходам второго и третьего элементов задержки импульсов, a выходы подключены к первому и второму входам первого дополнительного элемента ИЛИ, вьгход которого подключен к входу шестого дополнительного управляемого вентиля, управляющий вход которого подключен к нулевому выходу триггера контроля перСО вого импульса, a выход подключен к первому входу второго дополнительного элемента ИЛИ, второй вход которооо о го соединен с выходом первого дополнительного управляемого вентиля, a выход подключен к входу блока индикации.