Устройство сигнализации состояния регулирующего исполнительного механизма (его варианты) Советский патент 1985 года по МПК G08B23/00 

а чет и Г тч1Г() итемснта И через иинер1Ор сселишшы с информационным F)()M ус/1 poHc.i вл, инверсный выход триттерп (-(единен с псорым входом MPTi.upioTo э.Irt feнтa И, с тречьнми ходами нторого и третьего элементов И, прямой вход трнгт-ера соединен с

ныходом эл« мента пыдержки нремени, вход К(ггорого соединен с выходом четвертого элемента И, инверсный выход тршгвра соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к третьему входу второго элемента ИЛИ.

1. Устройство сигнализации состояния регулирзгющего исполнительного механизма, содержащее два- датчика положения, три-элемента ,И, элемент ШШ-НЕ и генератор импульсов, три элемента ИЛИ с подключенньми к их выходам световыми,индикаторами положения, первый датчик положения соединен с входом первого элемента ИЛИ и одним из входов элемента ИЛИ-НЕ, второй датчик положения соединен с первыми входами второго и :третьего элементов ИЛИ-и вторьш входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первыми входами первого, втораго и третьего элементов И, ВЫХОДЫ которых соединены соответст -: венно с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, триггер, о.тличающееся тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введен инвертор, а триггер выполнен счетным, вход счетного триггера соединен с генератором импульсов, выходы триггера соединены соответственно с вторьмй входами второго и третьего элементов И, третьи входы второго и третьего элементов И непосредственно, а второй вход первого элемента И через инвертор соединены с информационным входом устройства, выход первого элемента И соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ. 2. Устройство сигнализации состояния регулирующего исполнительного механизма, содержащее два датчика положения, два триггера, три элемента И, элемент ЬШИ-НЕ, генератор ия(Л пульсов, три элемента ИЛИ, выходы которых подключены к световым индикас: торам положения, первый датчик положения соединен с входом первого элемента ИЛИ и одним из входов эл1В-мента ИЛИ-НЕ, второй датчик положения соединен с первыми входами второго и третьего элементов ЩМ и вторым СП входом элемента ШШ-НЕ, выход котороа го соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, выходы которых соединены соответствейю но с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены интегратор, а один триггер выполнен счетным, четвертый элемент И элемент выдержки времени, вход счетного триггера соединен с генератором импульсов, а его выходы соединены соответственно с вторыми входами второго и третьего элементов И, ин, версный вход-триггера непосредственно

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, предназначено для применения в качае ве средства отображения информации н мнемосхемах о конечных и промежуточных положениях регулирующих исполнительных механизмов (ИМ), а также при воздействии на них автоматических систем регулирования, и может быть использовано в локальных и централизованных системах контроля и управле ния в газовой,химической, энергетической и других отраслях промышленности в тех случаях, когда для регулирующих №1, обладающих только органами контроля своих конечных положений, достаточна не количествеяная, а лишь наглядная качественная характеристика состояния, осуществляемая простыми устройствами при использовании для мнемосхем светотехнических средств отображения информации. Цель данного изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повьпиение информативности сигнализации состояния регулирующих №1 при воздействии на них автоматических систем регулирования непрерывного действия. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, выполненного согласно первому варианту; на фиг. 2 - устройство, выполненное согласно второму варианту; на фиг. З,функциональиая схема одного из возможных вариантов выполнения элемента выдержки времени и его логическая связь с остальными элементами устройства, выполненного согласно второму варианту. Устройство сигнализации согласно 1гервому варианту (фиг. 1) содержит 1 и / K-r- f- triro ПОЛС)ЖРНИЯ ИМ, соответственно- закрыто и открыто, элементы ИЛИ 3-3, caeTiinoH индикатор 6 положриия закрыто, световые индикаторы 7 и 8 псложрпич открыто, элемен1ы И 9-11, элементы ИЛИ-НЕ 12, генератор 13 импульсов, информационный, вход 14 от устройства автоматической системы регулирования инвертор 15, счетный триггер 16. Датчик 1 положения соединен со входом первого элемента ИЛИ 3, представляющего собой одновходовый повторитель-усилитель i и первым входом элемента ИЛИ-НЕ 12. Датчик 2 положения соединен с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ 4 и 5, а также со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 12, выход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И 9-11. Информационный вход 14 от устройства автоматической системы регулирования соединен через инвертор 15 со вторым входом первого элемента И 9, а также с третьими входами второго и третьего элементов И 10, 11. Генератор 13 импульсов соединен со входом счетного триггера 16, прямой и инверсный выходы которого соединены со вторыми входами соответственно второго и третьего элементов И 10 и 11. Выход первого элемента И 9 соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ 4, выход второго элемента И 10 со вторым входом элемента ИЛИ 4, выход третьего элемента И 11 - со вторым входом элемента ЯПИ 5. К выходам элементов ИЛИ 3-5 подк1тачены соответственно световые индикаторы 6-8. Устройство сигнализации согласно второму варианту (фиг. 2) содержит датчики 1 и 2 конечного полс жения ИМ, 3 соотнетствекно чакрыт и открыто элементы ИЛИ 3-5, световой индикатор 6 положения закрыто, световые индикаторы 7 и 8 лоложетшя с)ткрыто, элемент, И 9-11, элемент ИЛИ-НЬ 12, генератор 1 3 И1 1ульсов, информационный вход 14 от устройства автоматической системы peryjuipoBaFfHH, инвертор 15, счетный триггер 16, триггер 17, элемент И 18, элемент 1 выдержк-и времени. Датчик 1 положения соединен со в дом первого элемента ИЛИ 3 и первым .входом элемента ИЛИ-ИЕ 12. Датчик 2 положения соединен с первыми входами второго и третьего элементов ИПИ А и 5, а также со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 12, выход которого соединен с первыми входами первого, второго и тре тьего элеме1ггов И 9-1 1 . Информапионный вход 14 от устройства автоматической системы регу.пиропания соединен с инверсным входом допо.пнительного триггера 17 и через инвертор 15 - с первым входом дополп ительного элемента И 18, второй вход которого подключен к 11нверсному выходу д.ополнительного триггера 17 и к третьим входам второго и третьего элементов И 10 и 11, прямо вход и выход Триггера 1 7 соответственно соединены с выходом элемента 19 выдержки времени, вход которого подключен к выходу дополнительного элемента И 18, и со вторым входом элемента И 9, выход которого подключен к третьему входу элемента ИЛИ 4. Генератор 13 импульсов соединенсо входом счетного триггера 16, прямой и инверсный выходы которого соединены со вторыми входами соответственно элементов И 10 и 11. Выхо элемента И 9 соединен с третьим входом элемента ИЛИ 4, выход элемента И 10 соединен со вторым входом элемента ИЛИ 4, выход элемента И 11 соединен со вторым входом элемента ИЛИ 5. К выходу элементов ШБ1 3-5 подключены соответственно световые индикаторы 6-8. Б устройствах сигнализации,. выпол ненных согласно первому и второму вариантам, в качестве датчиков 1 и 2 конечных положений обычно используются контакты конечных выключателей типа АК, ВВ или бесконтактные датчики типа БСП, БГП и др. Световые индикаторы конечных положений могут быть предс.тавлены в виде ра:1личных 124 типоз коммутаторных ламп, электролюминесдентных индикаторов, светодиодов и т.д. Все указанные на фит . 1 и фиг. 2 элементы могут быть выполнены с помощью полупроводниковых приборов и микросхем, например К155, К511 и т.п. Это же относится и к элементу выдержки времени, который может быть выполнен в виде широкоизвестных схем с времязадающими RC-цепями, например элементов выдержки времени В1, В2комплекса СПектр, элементов Т-301, Т-302 серии Логика Т. Выдержка времени пЬдобных схем должна составлять примерно 4-5 с. Это обусловлено тем, что если в качестве примера npviFtHTb время регулирования малоинерционного регулятора равным 2 с, то, следовательно, общее время на.иичия си)нализации на мнемосхеме динамического состояния ИМ будет составлятт 6-7 с, что считается вполне достаточным для обнаружения onepaTopciM факта воздействия на ИМ регулируюгцетч) ycrpoficTBa. При необходимости это время может быть увеличено до десяти и более секунд путем соответствующей регулировки времени срабатывания указанных элементов . Помимо схем с времязадающими цепя ми в качестве элемента выдержки времени может быть использована кольцевая тересчетная схема, выполненная на счетных триггерах. В качестве примера, на фиг. 3 представлен один из возможных вариантов выполнения элемента выдержки времени, содержащий кольцевую пересчетную схему. Здесь же указаны и ее логические связи с остальными элементами, входящими в схему устройства согласно второму варианту. Как видно из фиг. 3, элемент выдержки времени в этом случае содержит два счетных триггера и дополнительный элемент ИЛИ, выход которого соединен с потенциал1ными входами триггеров пересчетных ячеек для их сброса в нулевое исходное состояние. Входы элемента 1ШИ подключены соответственно к информационному входу 14 и к прямому выходу триггера 17. Вьгход элемента И 18 подключен к счетному входу первой пересчетной ячейки. Использование пересчетных кольцевых схем в качестве элементов выдержки позволяет выполнить устрой51

ство сигнализации более компактным (на одной печатной плате). Применение для выполнения устройств согласно первому и второму вариантам реле и других электромеханических средств из-за громоздкости их схемной реализации нецелесообразно.

Устройство согласно первому варититу работает следующим образом.

Датчики 1 и 2 конечного положения Ш выдают взаимоисключающие единичны сигналы: в закрытом состоянии ИМ датчик 1 по цепи элемента ИЛИ 3 вызывает ровное свечение-индикатора 6, а в открытом состоянии ИМ датчик 2 через элементы ШШ 4 и 5 высвечивает ровным светом индикаторы 7 и 8. Если после исходного, например закрытого, состояния по цепям, которые на фиг. 1 не показаны, подается команда на открытие, то ИМ начинает открываться и световой индикатор 6 положения закрыто высвечивается ровным светом до момента размыкания конечного выключателя датчика 1 положения закрыто. Как только контакты этого датчика размыкаются, индикатор 6 гаснет, а на первом вход элемента Hlffih-HE 12 исчезает единичны сигнал, благодаря чему с его выхода подается единичный сигнал на первые входы элементов И 9-11, что подготавливает их к работе. При движении ИМ по причине, работы автоматической системы регулирования на информационном входе 14 появляется .единичный сигнал, который поступает на. третьи входы элементов И 10 и 11. Этот же сигнал через инвертор 15 поступает на второй вход элемента И 9. Поскольку счетный триггер 16 от генератора 13 импульсов находится все время в непрерывном переключающем режиме, то через элементы И 10 и 11 и соответственно ИЛИ 4 и 5 на индикаторы 7 и 8 начинают поступать переменно логические единицы, что вызывает их попеременное мигающее свечение, которое свидетельствует о движении ИМ под воздействием автоматической системы регулирования. Если после отработки автоматической системы регулирования нанесенного возмущения наступает устойчивое полуоткрытое состояние ИМ,- то сигнал на информа- ционном входе 14 исчезает, что в свою очередь, блокирует передачу на индикаторы 7 и 8 единичных сигналов

126

от счетного триггера 16. При этом индикатор 8 гаснет, а индикатор 7 высвечивается ровным светом, поскольку на второй вход элемента И 9 через инвертор 15 поступает инверсный сигнал .с информационного входа 14. Как только работа автоматической системы регулирования возобновляется процесс отображения информации на индикаторах 7 и 8 повторяется. Если ИМ полностью открьгоается, т.е. доходит до своего крайнего открытого положения, датчик 2 положения выдает единичный сигнал и оба индикатора 7 и 8 высвечиваются устойчивым ровны светом, свидетельствующим о полном открытии механизма.

Рассматривав работу устройства подобньм образом в обратном порядке, т.е. из исходного открытого состояни можно убедиться, что при подаче команды на закрытие, размыкание контакта датчика 2 и наличиикомандного сигнала с информационного входа 14, индикатор 7 и 8 также высвечиваются попеременным мигающим светом, а при отсутствии сигнала на информационный вход 14 ровным светом высвечивается только индикатор 7.

При работе устройства, выполненно го согласно второму варианту, и движении ИМ по причине работы автоматической системы регулирования единичный сигнал на информационном входе 14 переключает триггер 17 в инверсное состояние, в результате чего на второй вход элемента И 18, а также на третьи входы элементов, И 10 и 11, поступает единичный логический сигнал. Так как счетньйт триггер 16 от генератора 13 импульсов находится в непрерывном переключающем режиме, то через элементы И 10 и 11 и ИЛИ 4 и 5 на индикаторы 7 и 8 начинают попеременно поступать логические единицы, которые вызывают их попеременное мигающее свечение. Это свидетельствует о перемещении ИМ под воздействием автоматической системы регулирования.,Благодаря наличию элемента И 18 и элемента t9 выдержки времени, попеременное свечение индикаторов 7 и 8 продолжается некоторое время и после прекращения действияавтоматической системы . регулирования. Действиетельно, после .исчезновения единичного сигнала на информационном входе 14 инвертор 15

711

через элемент И 18 запускает элемент 19 вьщержки времени, который по истечении заданного времени (например, 4-5 с) возвращает триггер 17 из инверсного в прямое состояние, в результате чего прохождение единичных сигналов с выходов счетного триггера 16 на индикаторы 7 и 8 блокируется. При этом индикатор В гаснет, а индикатор 7 высвечивается ровным светом, поскольку на второй вход элемента И 9 с прямого выхода триггера 17 поступает единичный длительный сигнал. Это свидетельствует о наступлении устойчивого полуоткрытого состояния ИМ. Дальнейшая работа схемы аналогична работе устройства, выполненного согласно первому варианту.

Таким образом, изобретение позволяет обеспечивать сигнализацию на мнемосхеме путем поочередного высвечивания мигающим светом двух световы индикаторов положения открыто динамического состояния регулирующих ИМ, при воздействии на них как инерционных, так и быстродействующих автоматических систем регулирования непрерывного действия. Этим, по сравнению с прототипом, и повыщается информативность сигнализации так как при одном и том же количестве световых индикаторов возрастает объем представ.ияемой оператору информации, что улучшает эргономические условия его работы и оказывает положительное влияние на качество технологического контроля.