Устройство для управления световым маяком Советский патент 1984 года по МПК G05B19/19 

Од ОО Изобретение относится к регулиру щим и управляющим системам с переда чей электрических сигналов между вх дящими в нее функциональными узлами и может найти применение в области управления автоматическими светотехническими средствами навигационн го оборудования. Известно устройство для управле| йя световым маяком, содержащее бло Koi vtyTauHM и смены ламп, блок диста ционного управления и блок включения, последовательно соединенные в замкнутый контур, источник света, п ключенный к одному из выходов блока Коммутации и смены.ламп, световой в ключатель и фотоэлектрический датчи световой выключатель соединен с бло ком включения, а фотоэлектрический датчик - с другим входом блока коммутации и с блоком дистанционного управления til . Однако известное устройство не обладает достаточной надежностью в работе. Наиболее близким к изобретению является устройство для управления световым маяком, содержащее блок коммутации и смены ламп, источник света, блок включения, световой выключатель, фотоэлектрический датчик, блок дистанционного управления селективный бЛок. Это устройство отличается помехоустойчивостью дистанционного управления световым мая ком С21 . Данное устройство предполагает разделение сильноточной цепи источника света маяка и слаботочных цепей управления для экономии электро энергии и эффективного применения микроэлектроники, однако надежность устройства недостаточна, так как перерывы в электропитании (хотя бы и кратковременные) вызывают ложные срабатывания схемы. Происходят самопроизвольные срабатывани эл1кт ческого привода механизма смены ламп в блоке кo 1мyтaции и смены ламп из-за инерционности источника света (лампы накаливания)и фотоэлек рического датчика, воспринимающего его излучение,и нарушение режимност автоматической работы маяка, а имен но самопроизвольное выключение маяка.. Цель изобретения - повышение надежности за счет исключения ложных срабатываний устройства при перерывах в электропитании маяка. Поставленная цель достигается те что в устройство для управления све товым маяком, содержащее источник света, световой выключатель и после довательно соединенные фотоэлектрический датчик, блок коммутации и смены ладот, блок управления, селективный блок и блок включения, введе ны первое реле с вьщержкой времени при срабатывании и поляризованное двухобмоточное реле, а блок включения содержит последовательно соединенные формирователь импульсов и Т-триггер, выходы которого являются выходами блока включения и соединены с вторыми входами блока коммутации и с вторыми входами блока управления, третий вход которого соединен с вторым выходом фотоэлектрического датчика, выход светового выключателя подключен к второму входу блока включения, обмотка первого реле с выдержкой времени при срабатывании соединена с шинами электропитания устройства, общие выводы обмоток двухо моточного поляризованного реле подключены к шине питания и к замыкающему контакту.первого реле, вторые выводы обмоток двухобмоточного поляризованного реле соединены с выходами блока включения, нормально замкнутый контакт перв.ого реле с вы-.j держкой времени при срабатывании соединен с зa 1ыкaющим контактом двухобмоточного поляризованного реле и с третьим входом блока коммутации и смены ламп/ неподвижные контакты двухобмоточного поляризованного реле подключены к выходам формирователя импульсов блока включения. Такое техническое решение исключает ложные срабатывания устройства управления световым маяком в случаях перерывов в электропитании маяка. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства и временные диаграммы работы устройства. Устройство содержит блок 1 коммутации и смены ламп, источник 2 света, блок 3 включения, световой выключатель 4,.фотоэлектрический дат- . чик 5, блок б дистанционного управления, селективный блок 7, поляризо-. ванное реле 8 с переключающим кон- , тактом 9 и обмотками 10 и 11, реле 12 (минимального напряжения с выдержкой времени при срабатывании, . имеющее переключающий контакт 13 и обмотку 14. Блок 1 коммутации и смены ламп содержит генератор 15 прямоугольных импульсов, усилитель 16 мощности, ключ 17, элемент ИЛИ-НЕ 18, элемент 19 задержки, привод 20 механизма смены ламп, инвертор 21. Селективный блок 7 содержит элементы И 22 и 23 и одновибратбры 24 . и 25. Блок 6 управления содержит формирователь 26 импульсов Включить маяк - и Выключить маяк, телеийдикатор 27 и измерительный блок 28. Блок 3 включения состоит из формирователя 29 и Т-триггера 30. Устройство работает следующим образом. Блок 1 вводится в действие блоком 3, получаюп1им сигнал, от светового выключателя 4 или импульсные сигн лы от блока 6 дистанционного управления через селективный блок 7, При работе маяка световой поток-источника 2 воспринимается .датчикоь1 5 и в электрического сигнала синхрон но с работрй источника 2 передается одновременно в блок 6 (для дистанци онного контроля характеристик огня маяка) и в блок 1 (для контроля рабо ты источника 2 света). Перегорание источника 2 вызывает срабатывание датчика5 и включение привода 20 ме . ханизма смены ламп в блоке 1, которы при этом выдает сигнал контроля его работы в блок 6. На блок 3 независи мо действуют сигналы светового выклю чателя 4 (через формирователь 29), обеспечивающего автоматиче скую рабо маяка в функции окружгзюшей освещенности, и блока 7 (непосредственно н точки а и б), осуществляющего прину дительное управление маякои по дист ционным сигналам блока 6. Прямой вы ход Т-триггера 30 в блоке 3 выдает в блок 1 сигнал на включение маяка, Q. инверсный выход - сигнал на выклю чение маяка. Одновременно сигналы этих выходов используются блоком 6 для сигнализации об исполнении дист ционных команд (включение или выключение маяка) и поляризованным реле 8 для надежной фиксации состояния блока 3 посредством осуществления положительной обратной связи между выходами Т-триггера 30 через обмотки 10 и 11 и его входами (точками а и б) через переключающий контакт 9, подводящий к одному из входов Т-триггера 30 положительный потенциал шины питания, когда замкнут размы кающий контакт 13 реле 12. Когда маяк теряет питание, размыкающий контакт 13 реле 12 замыкается (реле отпускает), а контакты 9 у поляризованного реле 8 остаются в том положении, которое они занимали до выключения питания, т.е. средний контакт 9 может занимать нижнее (как на чертеже) или верхнее положения, соответствующие состояниям триггера 30, или с сигналом на прямом его выходе или., инверсном соответственно. С появлением напряжения питания схема работает следующим образом. Сначал а положительный потенциал от шины питания поступает через размыкающий контакт 13 реле 12 в блок 1, блокируя от ложных срабатываний привод 20 механизма смены ламп, и через подвижный контакт 9 поляризованного реле 8 от верхнего или нижнего его контакта к точке а или б блока 3, фиксируя положение Т-триггера 30 до начала действия светового выключателя 4. Затем с вьдержкой времени, достаточной для завершения переходных процессов в схеме устройства, сраЕ атывает реле 12, которое переключает контакт IJ, В результате снимается положительный потенциал с блока 1, разблокируя и подготавливая тем самым к нормальной работе схему привода ме ханизма смены ламп, и с подвижного контакта 9 поляризованного реле 8, подготавливая этим блок 3 к приему сигналов. Кроме то-, го, получает питание световой выключатель 4 (через замыкающий контакт 13), который, реагируя на окружающую освещенность, выдает (если освещенность мала) или не выдает (если освещённость велика) сигнал в блок 3, обеспечивая автоматическое включение или выключение маяка. Таким образом, перерывы питания- не нарушают заданного алгоритма работы схемы и не выэы.вают ложных ее срабатываний в процессе автоматического действия светового маяка. Работа устройства поясняется диаграммами, показывающими состояние элементов в различные моменты работы устройства. На диаграмме 1 показаны сигналы фотоэлектрического датчика 5; на диаграмме 2 -- работа источника 2 света, на диаграмме 3 - состояние генератора 15 и усилителя 16i на диаграмме 4 сигналы, поступающие с выхода инвер- . тора 21 на один из входов элемента МЛМ-НЕ 18, на диаграмме б - момент работы привода 20; на диаграг вдах 7 и 8 - состояние выходов Т-триггера 30 прямого и инверсного соответственно; на диаграммах 9 и 10 - сигналы в точках а и б блока 3 соответственно, на диаграмме 11 - состояние светового выключателя 4, на диаграмме 12 состояние переключающего контакта 13,на диаграглме 13 - наличие питания (положительного потенциала), на диаграммах 14 и 15 - моменть выдачи сигналов формирователя 26 в селективный блок 7, формирующий из этих сигналов сигналы дистанционного включения или выключения светового маяка. Блок 1 работает следующим образом. Сигнал включения светового маяка с прямого выхода Т-триггера блока 3 (диаграмма 7) поступает на ключ 17 и открывает его (диаграмма 5). В результате этого получает питание формирующий характеристику огня маяка генератор 15, сигналы которого /силиваются усилителем 16 мощности и поступают в источник 2 света. Включе ние привода 20 механизма смены ламп происходит при перегорании источника 2 света, когда на всех входах элемента ИЛИ-НЕ 18 отсутствуют сигналы и на его выходе формируется сигнал, который через элемент 19 задержки включает привод 20. Задержка необходима для исключения ложных срабатываний привода 20 Р момент перехода нити накала источника 2 света от холодного состояния к горячему. При исправном источнике 2 света на каком-либо из входов элемента ИЛИ-НЕ 18 всегда присутствует сигнал (или от контакта 13 в момент включения питания, или от инверсного выхода Ттриггера 30 блока 3 при выключении маяка, или от фотоэлектрического naf чика 5 в момент излучения источника 2 снега, или от инвертора 21 в паузы между сигналами генератора 15).

Блок 6, выполняя функцию исполнительного устройства is исполнительном пункте (ИП1 системы телеуправления, обеспечивает по сигналам со станции управления (СУ) Формирование формирователем 26 импульсных сигналов Включить маяк, Выключить маяк (СУ не показана, так как не относится к предлагаемому устройству), прием телеиндикатором 27 потенциальных сигналов Работает маяк, Не работает маяк, Смена источника света и прием измерительным блоком 28 синхронно с работой источника 2 света видеосигналов, передаваемых с данного ИП на СУ только по ее вызову.

Селективный блок 7 пропускает толко те сигналы формирователя 26 (сигналы ТУ), которые следуют в определенной последовательности и в течени ограниченного интервала времени.

В исходном состоянии на выходах элементов И 22 и 23 и одновибраторов 24 и 25 сигналы отсутствуют. Схема селективного блока 7 готова в любой момент принять сигналы управления, чтобы включить или выключить световой маяк путем выдачи сигналов в блок 3.

Поясним работу устройства для управления световым маяком посредством временных диаграмм 1-15.Периоды времени, в течение которых сХема получает питание, отмечены на диаграмме 13. В момент времени t,i (с задержкой после включения питания) срабатывает реле 12 и переключает свой контакт 13 (диаграмма 12)Т Имевшийся положительный потенциал.в точке б (ПОСТУПИВШИЙ туда через контакт 9 реле 8 при включении йитЯйия), обусловивший наличие сигнала на инвербном выходе Т-триггера 30 (диаграмма aj, в мо- мент времени t исчезает (диаграмма 10). Одновременно получает питание световой выключатель 4 через замыкающий контакт 13. ЕсЛи это произошло днем, когда световой выключатель 4 не имеет на выходе сигнала, то толь ко с уменьшением окружающей освешенности (в момент времени t ) световрй выключатель 4 выдает сигнал (диаграмма 11). При этом формирователь 29 выдает импульс в точку а

(диаграмме 9), обеспечивая переклют чение Т-триггера 30 (диаграммы 7 и 8 включение ключа 17 (диаграмма 5) и работу источника 2 света в режиме определяемом генератором 15 (диаграммы 2 и 3). Фотоэлектрический датчик 5 воспроизводит этот же режим (диаграмма 1). Обмотка 10 реле 8 получает питание и переключает контакт 9, обеспечивая соединение через него точки а с размыкающим контактом 13 реле.12. Световой маяк работает в заданном режиме.

Пусть в момент времени tj произошло аварийное выключение питания и в момент време ни t повторное его включение диаграмма 13КВ этом случае сразу появляется сигнал на прямом выходе Т-триггера 30 диаграмма 7) , так как в точке а присутствует положительный потенциал. В результат включается ключ 17 (диаграмма 5 и маяк начинает работать.

Если же перерыв питания произойдет в момент, когда маяк не работает эта ситуация на диаграммах не отражена) , то при возобновлении питания положительный потенциал сразу получит трчка б. Тогда появится сигнал на инверсном выходе Т-триггера 30 и маяк будет выключен до момента срабатывания реле 12, когда получит питание световой выключатель 4, который и. обусловит состояние маяка ( в светлое время маяк выключен, а в темное время - рключеНу. Момент времени tj- соответствует срабатыванию реле 12 после питания. На диаграмме 9 сигнал с момента времени tl до tj присутствует в точке а в резултате задержки срабатывания реле 12, и сливается с сигналом, выдаваемым форь 1рователем F 29 после выключения светового выключателя 4, образуя сигнал в промежутке времени t;, - t .

Допустим, что при работе светового маяка в момент времени t вышел из строя источник 2 света диаграммы 1 и 2), на которых этот мог.1ент характеризуется укороченным сигналом маяк Тогда ввиду отсутствия сигналов одновременно на всех входах элемента ИЛИ-НЕ 18 последний выдает сигнал через элемент 19 задержки на привод 20, который работает в течение времени t - tg (диаграмма 6) и обеспечивает смену источника 2 света. Одновременно в течение этого промежутка времени сигнал поступает из привода 20 в телеиндикатор 27 блока 6. В момент времени tg вступает в действие очередной источник 2 света (диаграмма 2), введенный вместо вышедшего из строя, и маяк продолжает работать;

Дистанционное выключение светового маяка осуществляется двумя последовательными сигналами формирователя 26. Сначала в момент времени tq формируется импульс на входе одновибратора 25 (диаграмма 14), который подготавливает к срабатыванию элемент и 22, и затем в момент времени Чад (диаграмма 15) формируется второй импульс, который вызывает срабатывание элемента И 22 и выдачу выключающего импульса на вход Ттриггера 30. Триггер переключается обеспечивая выключение светового маяка. Сигналы состояния Т-триггера 30, указанные на диаграммах 7 и 8, передаются в телеиндикатор 27,.но в обратной последовательности. Сначала в момент времени i. формируется импульс на входе одновибратора 24 (диаграмма 15), который подготавливает, к срабатыванию элемент И 23, и затем в момент времени диаграмма 14) формируется второй импульс,

который вызывает срабатывание элемента И 23 и выдачу включающего импульса на.вход Т-триггера 30. Триггер 30 переключается, обеспечивая включение светового маяка. При даль-

нейшей работе маяка с наступлением iсветлого времени суток в момент времени t,j срабатывает световой выключатель 4 (диаграмма IIVH маяк выключается диаграмма 8 состояния

триггера 30} .

Предлагаемое изобретение позволяет, не предъявляя требований по бесперебойности питания к маячной энергоустановке, упростить.последнюю и уменьшить количество возможных аварийных ситуаций на автоматическом маяке. Все это ведет к уменьшению затрат на создание и обслуживание автоматических объектов.

УСТРОПСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОВЫМ МАЯКОМ, содержащее источник света, световой выключатель и последовательно соединенные фотоэлектрический датчик, блок коммутации и смены ламп, блок управления, селективный блок и блок включения, отличающееся тем, что, с целью повьичения надежности за счет исключения ложных срабатываний устройства, В него введены первое реле с выдержкой времени при срабатывании и поляризованноегдвухобмоточное реле, а блок включения содержит последовательно соединенные Формирователь импульсов и Т-триггер, выходы которого - являются выходами блока включения и соединены с втopы и входами блока коммутации и с вторыми входами блока управления, третий вход которбго соединен с вторым выходом фотоэлектри ческого датчика, .выход светового выключателя подключен к второму входу, блока включения, обмотка первого реле с выдержкой времени при срабатывании соединена с шинами электропитания устройства, общие выводы обмоток двухобмбточного поляризованного реле подключены к мине питания и к загтыкаюмему контакту первого реле, вторые выводы обмоток двухобмоточного поляризованного реле соединены с вы- , ходами блока включения, нормально g замкнутый контакт первого реле с вы(Л держкой времени при срабатывании соединен с замыкающим контактом двухобмоточного поляризованного реле и с третьим входом блока коммутации и смены ламп, неподвижные контакты двухй обмоточного поляризованного реле подключены к выходам формирователя импульсов блока включения.