Устройство для сигнализации Советский патент 1984 года по МПК G08G1/08 

1 Изобретение относится к сигналь ным устройствам и может быть использовано в устройствах автоматики и телемеханики, в частности, для регулирования движения уличного, железнодорожного, водного и воздуш ного транспорта и т.д. Известен бесконтактный датчик дл автоматической переездной сигнализации, содержащий две автоколебател ные системы, каждая из которых сос ит из двух магнитных усилителей, ра ботакшшх в релейном режиме, четыре диодные мостовые схемы, трансформа тор и регулируемый потенциометр, а также лампы накаливания lj . Недостатки известного устройства - узкие функциональные возможности (работа только в режиме непрерывного мигания), ограничивающие область его применения, сложность, большие габариты, высокая стоимость и низкая надежность. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для сигнализации, содержащее кодовый блок, первьй и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам формирователя импульсов, выход которого соединен с входом генератора одиноч ного импульса, выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей, источник напряжения первый и второй выходы которого сое динены соответственно с первыми вхо дами первого и второго источников света и с вторыми входами первого и второго ключей, первые выходы которых объединены Между собой и подключены к вторым входам первого и второго источников света, первый и второй элементы задержки, выходы которых соединены соответственно с третьими входами первого и второго ключей 2}. Данное устройство обеспечивает плавное перераспределение величины напряжения между источниками света в момент их переключения и предотвр щает одновременное включение обоих ключей в случае сбоев в работе кодо вого блока - появлении на обоих его выходах напряжений логической Однако известное устройство имее низкую надежность, что обусловлено 672 отсутствием учета состояния ключей при управлении их работой. Так, в случае выхода из строя в процессе работы указанного устройства одного из ключей таким образом, что вьшедший из ст-роя ключ окажется в открытом состоянии, и при поступлении в следуюпщй промежуток времени с выхода кодового блока управляющего сигнала открывается второй ключ, оба ключа оказываются открытыми. Таким образом, оба ключа оказываются в некоторый момент времени одновременно открытыми, а так как величина электрического сопротивления ключей в открытом состоянии ничтожно мала и они включены последовательно с источником напряжения, как второй ключ, так и источник напряжения в этом случае также выходят из строя. Цель изобретения - повьшение функциональной надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сигнализации, содержащее генератор,первьй и второй выходы которого подключены, соответственно к первому и второму входам формирователя импульсов,выход которого соединен с входом генератора одиночного импульса, выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей, источник напряжения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго источников света и с вторыми входами первого и второго ключей, первые выходы которых объединены мелиу собой и подключены к вторьм входам первого и второго источников света, первьй и второй элементы задержки, выходы которых соединены соответственно с третьими входами первого и второго ключей, введены первый и второй элементы запрета, первьй и второй датчики состояния ключей, выходы которых подключены соответственно к первым входам второго и первого элементов запрета, выходы которых соединены соответственно с входами второго и первого элементов задержки, вторые выходы первого и второго ключей подключены к входам первого и второго датчиков состояния ключей, вторые входы первого и второго элементов запрета соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора. На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - то же, датчика состояния ключа. Устройство содержит генератор 1, формирователь 2 импульсов, генератор 3 одиночного импульса, источник 4 напряжения, первьй и второй ключи 5 и 6, первьй и второй источники 7 и 8 света, первый и второй элементы 9 и 10 задержки,первьй и второй элементы 11 и 12 запрета, первьй и второй датчики 13 и 14 состояния ключей. Формирователь 2 представляет собой типовое устройство вт-щеления переднего фронта входных импульсов формирующее короткий выходной импульс в момент перехода любого из входных сигналов из состояния логического О в состояние логической 1. В качестве формирователя 2 могут быть использованы две RC-цеп с диодами. Генератор 3 представляет собой типовой формирователь одиночного импульса заданной длительности г, , В качестве его, например, можно использовать ждущий- мультивибратор В качестве источника 4 напряжения может быть использован аккумулятор промьшленная сеть переменного или постоянного тока и т.п. Ключи 5 и 6 являются типовыми. При наличии сигнала на третьем вхо де ключа напряжение (постоянное ил переменное) с его второго входа поступает на выход ключа. Наличие сигналана первом входе ключа, как и отсутствие сигнала на третьем входе, запрещает прохождение напря жения с второго входа ключа на его выход. Одним из способов реализации ключей 5 и 6 является использо вание электромагнитных реле.В качестве источников 7 и 8 света используются электрические лампы накаливания . Элементы 9 и 10 задержки - типо вые. Величина задержки входного сигнала одним из двух элементов за держки устройства (например элемен та 9 задержки) выбирается нескольк больше времени задержки (срабатыва ния) входного сигнала в формирова7теле 2 импульсов, генераторе 3 одиночного импульса (для транзисторных ключей плюс время рассасывания неосновных носителей). Величина задержки входного сигнала второго элемента задержки (в данном случае элемента 10 задержки) выбирается несколько больше суммарного времени задержки (срабатывания) элемента 9, ключа 5(6) и датчика 13(14) состояния ключа. В качестве каждого из элементов задержки 9 и 10 может быть использована КС-цепь. В качестве элементов 11 и 1. запрета могут быть использованы типовые логические элементы НЕ и И. Датчики 13 и 14 состояния ключей предназначены для определения состояния (открыт или закрыт) ключей. Пример реализадаи датчика 13(14) приведен на фиг.2. Датчик 13(14) содержит элемент 15 фиксации, вход которого является входом датчика 13(14), а выход через предварительньй усилитель 16 соединен с входами усилителя 17, выход которого является выходом датчика 13(14). Элемент 15 фиксации представляет собой катушку индуктивности, имеющую индуктивную связь с рабочей обмоткой или токовой шиной клпоча 13(14). Предварительный усилитель 16 и усилитель 17 представляют собой типовые устройства усиления электрических сигналов и предназначены для усиления сигнала, зафиксированного элементом 15 до уровня, достаточного для срабатывания логических элементов 11 и 12 запрета устройства. Датчик 13(14) работает следующим образом. При чэткрытом состоянии ключа 5(6) по его рабочей обмотке (токовой шине) протекает рабочий ток, вследствие чего в катушку индуктивности элемента 15 фиксации, имеющей индуктивную связь с соответствующим ключом, индуцируется ЭДС. Индуцированный сигнал после предварительного усиления в предварительном усилителе 6 усиливается в усилителе 17 до уровня, достаточного для срабатывания логических элементов. Устройство работает следующим образом. Пусть напряжение уровня логической 1 присутствует на первом

$ 1

выходе генератора 1 и отсутствует на его втором выходе. В этом случае ключ 5 открыт, а ключ 6 закрыт. Следовательно, напряжение питания с первого выхода источника 4 напряжения поступает через последовательно включенные ключ 5 и источник 8 света на второй выход источника 4 напряжения, что обеспечивает свечение источника 8 света. Источник 7 света при этом оказьгоается зашунтированным открытьгм ключом 5 и его свечение отсутствует.

Аналогичньтм образом при наличии напряжения уровня логической 1 на втором выходе генератора 1 и его отсутствия на первом выходе генератора 1 ключ 5 закрыт, а ключ 6 открыт. Вследствие чего имеет место свечение источника 7 света и отсутствие свечения источника 8 света.

Элементы 9 и 10 задержки обеспечивают задержку передачи смены состояний логических уровней напряжений на выходах генератора 1 на третьи входы ключей 5 и 6, что обеспечивает устранение; сквозных токов и осуществление управления работой ключей 5 и 6 с учетом их состояний.

В слзгчае одновременного присутствия на обоих выходах генератора напряжения уровня логической 1 по сигналу управления, поступившему через элемент 11 запрета и элемент 9 задержки на третий вход ключа 5, открывается ключ 5. Ключ 6 остается в закрытом состоянии, так как время задержки сигнала управления (входного сигнала) для ключа 6, обеспечиваемое элементом in задержки, значительно больше времени задержки сигнала управления для ключа 5, обеспечиваемого элементом 9 задержки. Ввиду этого ключ 5 оказывается открытым и включенным последовательно с источником В свет и источником 4 напряжения, что вызывает свечение источника 8 света и отсутствие свечения источника 7 света. Протекающий рабочий ток через о крытьй ключ 5 вызывает срабатывание датчика 13 состояния ключа. Вследствие этого на вькоде последнего пр сутствует напряжение уровня логической 1, что приводит к запрету прохождения сигнала управления с второго выхода генератора 1 через элемент 12 запрета на элемент 10

76

задержки и, соответственно, на ключ 6. Управление работой ключей 5 и 6 с учетом их состояния обеспечивает в устройстве устранение одновременного нахождения ключей 5 и 6 в открытом состоянии при сбоях в работе кодового блока.

В случае такого сбоя, как выход из строя в процессе работы любого

из ключей 5 и 6 в открытом состоянии, например ключа 5, дальнейшая работа устройства проходит следующим образом.

Так как ключ 5 открьп-, а ключ

б закрыт (при наличии на первом

выходе генератора 1 напряжения уровн логической 1 и его отсутствии на втором выходе) напряжение питания с первого выхода источника 4

напряжения поступает через последовательно включенные ключ 5 и источник 8 света на второй выход источника 4 напряжения, что обеспечивает свечение источника 8 света. Источник 7 света не светится. Открытое состояние ключа 5 фиксирует датчик 13 и вьщает на элемент 12 запрета сигнал уровня логической 1 - сигнал запрета.

В момент смены уровней напряжения на первом и втором выходах генератора 1 на выходе формирователя 2 формируется импульс запуска генератора 3, с выхода которого

поступает на первые входы ключей 5 и 6 с длительностью сигнал запрета прохождения через них напряжения с выходов источника 4 напряжения. Однако, ввиду того, что

ключ 5 вьшел из строя, а ключ 6 закрыт, то поступление сигнала запрета на ключи 5 и 6 не изменит их состояния.

После окончания действия сигнала запрета с генератора 3 смена

состояния ключа 6 не происходит, и он остается закрытым, несмотря на то, что на втором выходе генератора 1 присутствует напряжение уровня

логической 1, так как его не

пропускает через элемент 12 запрета на ключ 6 сигнал запрета с датчика 13.

Из сказанного следует, что в случае выхода из строя одного из ключей в открытом состоянии схема управления работой ключей 5 и 6 не допускает установки в открытое состояние второго ключа чем предупреждается выход из строя второго ключа и источника напряжения. При этом постоянно (до тфинятия мер обслуживающим персоналом) светится один из двух источников света подключенный к источнику А напряжения через вышедший из строя кточ. Постоянное свечение одной из яамл сигнализирует о сбое в работе устройства и позволяет своевременно принять необходимые меры.

Таким образом, введение в устройство двух элементов запрета и двух датчиков, контролирующих состояние ключей , с соответствующими связями позволяет повысить функциональную надежность данного устрой ства.

Экономический эффект устройства обусловлен описанными его техническими преимуществами.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗА.ЦИИ, содержаиее генератор, первьй и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам формирователя импульсов, выход которого соединен с входом генератора одиночного импульса, выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей, источник напряжения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первь ш входами первого и второго источников света и с вторьми входами первого и второго ключей, первые выходы которых объединены и подключены к вторым входам первого и второго источников света, первый и второй элементы задержки, выходы которых соединены соответственно с третьими входами первого и второго ключей, отличающееся тем, что, с целью повьяпения функциональной надежности устройства, в него введены первый и второй элементы запрета, первый и второй датчики состояния ключей, выходы которых подключены соответственно к первым входам второго и первого элементов запрета, выходы которьк соединены соответственно с входами второго и первого элементов задержки, вторые выходы первого и второго ключей подключены к входам первого и второго датчиков состояния ключей, вторые входы первого и второго элементов запрета соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора. ю 00 Од -ч1

Фиг.1

sis}