Устройство для блокировки пуска агрегата Советский патент 1987 года по МПК G05B9/02 

Изобретение относится к энергетической технике и может быть использовано в системах управления режимами работы котло- агрегатов на теплоэлектростанциях, управляемых с применением диспетчеризации.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема RS-триггера.

Устройство для блокировки пуска агрегата содержит входы 1-4, предназначенные для подключения устройства дистанционного управления, вход 5 блокировки пуска, общую шину 6 питания и шину 7 питания с положительной полярностью, блок 8 управления ключом, замыкающий ключ 9, датчик 10 контроля состояния агрегата, резисторы 11 и 12, размыкающую кнопку 13 останова, пусковое реле с обмоткой 14 управления и замыкающими контактами 15, замыкающую кнопку 16 установки режима дистанционного управления агрегатом от устройства дистанционного управления, замыкающую кнопку 17 установки автономного режима управления агрегатом, логические элементы 18 и 19, RS-триггер 20, элементы И-НЕ 21 и 22 с усиленными по мощности выходами, элемент НЕ 23, замыкающую кнопку 24 пуска, диоды 25 и 26, элемент 2 И-НЕ 27, элемент ЗИ-НЕ 28, элемент НЕ 29, S-вход 30, первый 31 и второй 32 R-входы прямой 33 и инверсный 34 выходы RS-триггера 20, замыкающие 35 и 36 и размыкающий 37 контакты устройств дистанционного управления.

Кнопки 13, 16, 17 и 24 являются кнопками управления.

Ключ 9 включен последовательно с замыкающей кнопкой 13 между положительной тиной 7 питания и первым выводом обмотки 14 управления пускового реле, который соединен также с первым выводом резистора 12, Второй вывод резистора 12 соединен с первым инвертирующим R-входом сброса RS-триггера 20 и через резистор 11 с общей шиной 6 питания, с которой через замыкающие кнопки 16 и 17 соединены входы соответственно, первого 18 и второго 19 логических элементов. Выходы этих элементов подключены соответственно к установочному S-BXO- ду и второму R-входу сброса триггера 20, инвертирующий и прямой выходы которого подключены к первым входам элементов И-НЕ 21 и 22 соответственно. Вторые входы элементов соединены с выходом элемента НЕ 23, вход которого подключен пятому входу 5 устройства. Выход элемента И-НЕ 22 соединен с четвертым входом устройства. Выход элемента И-НЕ 21 соединен с катодом диода 25 и через замыкающую кнопку 24 - с первым входом 1 устройства и с вторым выводом обмотки 14 управления пускового реле, к

0

5

которому подключены через замыкающие контакты 15 аноды диодов 25 и 26. Катод диода 25 соединен со вторым и третьим входами 2 и 3 устройства.

В состав блока защиты функционально входят датчик 10 контроля состояния агрегата, блок 8 управления ключом и ключ 9. Роль блока 8 управления ключом и ключа 9 может выполнять электромагнитное реле с обмоткой управления и замыкающими контактами.

Блок защиты может быть выполнен любым известным образом так, что при отсутствии аварийных ситуаций в агрегате на выходе блока обеспечивается потенциал,

5 равный по величине потенциалу шины 7 питания с положительной полярностью, а при возникновении аварийных ситуаций - потенциал, равный по величине потенциалу общей щины 6 питания, или обеспечивается отсутствие напряжения. Например, блок

0 защиты может представлять собой цепь контактов датчиков параметров защиты, включенных последовательно между шиной 7 питания с положительной полярностью и выводом размыкающей кнопки 13.

Логические элементы 18 и 19 также могут быть выполлены любым известным образом, обеспечивающим формирование на выходах логических элементов сигналов одного уровня, например низкого, при замыкании входов с помощью кнопок 16 и 17 на

Q общую шину 6 питания и формирование на выходах логических элементов сигналов другого уровня, например высокого, при отключении их входов от общей шины 6 питания. Логические уровни выходных сигналов логических элементов 18 и 19 долж5 ны быть согласованными по напряжению с рабочими логическими уровнями применяемого RS-триггера 20. Логический элемент 18 (или 19) может представлять собой резистор, подключенный одним выводом к шине 7

питания с положительной полярностью, втоп „,

рои его вывод будет являться входом и выходом логического элемента 18 (или 19).

RS-триггер 20 имеет инвертирующие установочный S-вход и два R-входа сброса, обладающие приоритетом по отношению к

5 S-входу, прямой и инвертирующие выходы. Такой RS-триггер может быть выполнен на элементах И-НЕ из числа входящих в микросхемы серии К 176, например, так как показано на фиг. 2.

В состав RS-триггера 20 входят элементы

0 2И-НЕ 27, ЗИ-НЕ 28 и НЕ 29. Вход 30 является S-входом, вход 3 - первым R-входом, вход 32 - вторым R-входом, выход 33 - инвертирующим выходом, а выход 34 - прямым выходом RS-rpHrreija 20. Первый вход элемента 2И--НЕ 2 соеди5 нен с входом элемента НЕ 29, выходом элемента ЗИ-НЕ 28 и выходо.м 33 RS-триггера 20. Второй вход элемента 2И - НЕ 27, второй, третий входы элемента ЗИ-НЕ 28 и выход элемента НЕ 29 являются входами 30-32 и выходом 34 RS- триггера 20 соответственно. Выход элемента 2И - НЕ 27 подключен к первому входу элемента 3 И-НЕ28.

Элементы .И - НЕ 21 и 22 с умощнен- ными выходами могут быть выполнены на ключах, входящих в микросхему К1109КТ2 с диодными расширителями по схеме И на входе.

В качестве элемента НЕ 23 может быть применен один из элементов, входящих в микросхемы серии К176 и К561.

Соотнощение сопротивлений резисторов 11 и 12 должно быть таким, чтобы при подаче на первый выход резистора 12 напряжения с положительной щины 7 питания на первом R-входе RS-триггера 20 обеспечивался потенциал, соответствующий по значению логическому сигналу высокого уровня, согласованному по напряжению с рабочими логическими уровнями применяемого RS-триггера 20.

К входам 1-4 устройства могут подключаться выходные контакты устройства дистанционного управления (показаны пунктиром). Возможны два варианта подключения. В первом случае замыкающие контакты 35 устройства дистанционного управления подключаются к входам 1 и 4. Во втором случае к входам 1 и 2 подключаются замыкающие контакты 36, а к входам 3 и 4 размыкающие контакты 37 устройства дистанционного управления.

Вход 5 блокировки пуска предназначен для приема логических сигналов, например, последней команды с программного устройства останова агрегата (не показанано), которая обеспечивает блокировку пуска агрегата до окончания программы останова.

При описании работы устройства для определенности будем считать, что логические уровни «О и «1 элементов устройства характеризуются напряжениями, близкими к нулю и к положительному напряжению питания соответственно, и что в отношении всех рассматриваемых логических сигналов действует соглашение положительной логики, т. е. наличие и отсутствие логических сигналов означает, что логические уровни равны «1 и «О соответственно.

Устройство работает следующим образом.

После включения напряжения питания ключ 9 разомкнут и на первом R-входе RS-триггера 20 имеет место сигнал, равный «О, который поступает с общей щины 6 питании через резистор 11 и сбрасывает RS-триг- гер 20 в исходное состояние - состояние , что соответствует включению автономного режима управления агрегатом. При отсутствии аварийных ситуаций в агрегате с выхода 10 контроля состояние агрегата на зход блока 8 угфавле- ния ключом поступает сигнал «О. Блок 8

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

управления ключом формирует ciirna.i управления, который обеспечивает срабатывание ключа 9. По истечении времени срабатывания ключа 9 его контакты замыкаются и с положительной шины 7 питания через замкнутые контакты ключа 9 и размыкающую кнопку 13 положительное напряжение подается на первый резистора 12. Поэтому на первом R-входе RS- триггера 20 имеет место сигнал «1, который не изменяет его состоян}1я.

При наличии аварийных ситуаций в управляемом агрегате с выхода датчика 10 контроля состояния агрегата на вход блока 8 управления ключом поступает сигнал «1, который обеспечивает разомкнутое состояние контактов ключа 9 и наличие сигнала «О на первом R-входе FxIS-триггера 20. В первом случае состояние RS-триггера 20 может быть изменено нодачей сигнала «О на его установочный S-вход с помощью замыкающей кнопки 16 через логический элемент 18 после чего RS-триггер 20 переключаете, в состояние 1«, что соответствует режиму дистанционного управления агрегатом от устройства дистанционного управления. Во втором случае состояние RS-триггера 20 остается исходным независимо от значений сигнала на его S-входе.

Допустим, что аварийные ситуации отсутствуют и RS-триггер 20 находится в состоянии «О. В этом с.чучае на первый вывод обмотки 14 управления пускового реле подается положите.чьное напряжение, поэтому пусковое реле сработает только при наличии сигнала «О на втором выводе обмотки 14 управления. С прямого выхода RS- триггера 20 на первый вход элемента И - НЕ 22 поступает сигнал «О, который обеспечивает формирование на выходе этого элемента сигнала «1. Поэтому состояния контактов 35-37 устройства дистанционного управления, подключенных к входам 1-4 не влияют на состояние пускового реле.

Одновременно с инвертирующего выхода RS-триггера 20 на первый вход элемента П - НЕ 21 подается сигнал «1. Если на пятом входе 5 устройства имеет место сигнал «О (отсутствует запрет пуска), то на втором входе элемента 11--НЕ 21 сигнал также равен «1. Поэтому выходной сигнал этого элемента соогветствует «О. Достаточно нажать на замыкающую кнопку 24, чтобы включить пусковое реле, которое после срабатывания блокируется свои.ми замыкающими контактами 15 через диод 26 на выход элемента И--НЕ 21, а другими контактами (не показаны) обеспечивает пуск агрегата, например, путем запуска программного блока управления пуском. После этого пусковое реле остается в сработанном состоянии до момента размыкания кнопки 13, ключа 9 ил11 поступления на П5ггый вход 5

устройства сигнала, равного «1. В перечисленных случаях обмотка 14 управления пускового реле обеспечивается и оно отключается, размыкая свои замыкающие контакты 15, а с помощью других контактов (не показаны) обеспечивает останов агрегата, например включение.м программного блока останова.

Если после включения питающего напряжения при отсутствии аварийных ситуаций (контакты ключа 9 замкнуты) нажать на замыкающую кнопку 16, то на выходе логического элемента 18 возникает сигнал «О, который, поступая на S-вход RS-триггера 20,, устанавливает его в состояние «1. При этом сигнал, равный «О, с инвертирующего выхода RS-триггера 20 поступает на первый вход элемента И-НЕ 21 и обеспечивает формирование на его выходе сигнала «1. Поэтому включения пускового реле с помощью замыкающей кнопки 24 произойти не может. С прямого выхода RS-триггера 20 сигнал, равный «1, поступает на первый выход элемента И-НЕ 22.

Если на пятом входе 5 устройства отсутствует сигнал блокировки пуска, то на этом входе имеет место сигнал «О, который, поступая на вход элемента НЕ 23, вызывает формирование на его выходе сигнала «1. Этот сигнал подается на второй вход элемента И - НЕ 22. Таким образом, на обоих входах элемента И - НЕ 22 присутствуют сигналы «1, поэтому сигнал на его выходе прини.мает значение

Допустим для определенности, что между входами 1 и 2 устройства Ежлючены замыкающие контакты 36 устройства дистанционного управления, а между входами 3 и 4 - размыкающие контакты 37. В этом случае при кратковременном замыкании за- мыкаюп 1его контакта 36 сигнал «О с выхода элемента И - НЕ 22 через входы 4, 3, 2 и 1 и контакты 35 и 36 устройства дистанционного управления поступает на второй вывод обмотки 14 управления пускового реле и катод диода 25. Поэтому пусковое реле срабатывает, блокируясь своими за- мыкаюп;ими контактами 15 через диод 25 на третий вход 3 устройства. При размыкании размыкающих контактов 37 устройства дистанционного управления (не зависимо от состояния его замыкающих контактов 36) пусковое реле отключается.

Если для дистанционного управления использовать входы 1 и 4 устройства, то состояние пускового реле зависит от состояния замыкающих контактов 35 устройства дистанционного управления, подключенного к указанны м входам. Замыкание контактов 35 приводит к срабатыванию пускового реле, а размыкание - к отключению. Переключение RS-триггера 20 из состояния «1 в состояние «О, которое м(3

жет быть осуществлено с помощью замыкающей кнопки 17, не приводит к изменению состояния пускового реле, так как при первоначально отключенном реле его запуска не произойдет до тех пор, пока не будет нажата замыкающая кнопка 24, а при первоначально включенном реле его питание переключается с выхода элемента И-НЕ 22 на выход элемента И - НЕ 21. Так как время переключения RS-триггера 20 и элементов И-НЕ 21 и 22 значительно мень- ще, чем время отключения пускового реле, оно останется во включенном состоянии. Описанное явление дает возможность осуществлять переход с режима дистанционного управления агрегатом к режиму автономного его управления и обратно без останова агрегата, что позволяет получать определенную экономию ресурса агрегата путем исключения затрат на его останов и последующий пуск при переходах с одного режима управления на другой.

Если в режиме дистанционного управления агрегатом произвести нажатие на размыкающую кнопку 13 (останова), то, также как и при размыкании контактов ключа 9 в аварийных ситуациях, сигнал «О с общей щины 6 питания через резистор 11 поступает на первый R-вход сброса RS-триггера 20 и устанавливает его в состояние «О, т. е. устанавливается режим автономного управления агрегатом. Это обеспечивает повьипение безопасности и оперативности дежурного обслуживающего персонала в критических ситуациях. Например, если дежурный обслуживающий персонал при очередном периодическом осмотре агрегата, работающего в режиме дистанционного управления, обнаруживает нарущение технологического режима и аварийная ситуация не зафиксирована блоком защиты по каким-либо причинам, то ему достаточно нажать на размыкающую кнопку 13 (останова). При этом обеспечивается одновременно останов агрегата и перевод его на режим автономного управления, что предотвращает повторный пуск агрегата по сигналам устройства дистанционного управления. При наличии сигнала, равного «1, на пятом входе 5 устройства включение пускового реле в любом режиме невозможно. Этим же сигналом может быть осуществлен останов агрегата без изменения его режимов работы.,

Устройство обеспечивает возможность автономного управления и дистанционного управления агрегатом с устройств верхнего уровня иерархии управления, причем в ре- жи.ме автономного управления исключено влияние устройств дистанционного управления на работу агрегата, а в режиме дистанционного управления исключена возможность запуска агрегата местным обслуживающим персоналом, но при этом сохранена возможность его останова. По сравне

нию с известным предлагаемое устройство для блокировки пуска агрегата обладает большими функциональными возможностями.

Устройство для блокировки пуска агрегата может быть применено в многоуровневых системах автоматического управления технологическими агрегатами, например в системах управления котлоагрегатами. Применение предлагаемого устройства позволит повысить степень автоматизации технологических агрегатов, вывести или сократить численность постоянного обслуживающего персонала.

Формула изобретения

Устройство для блокировки пуска агрегата, содержащее первый резистор, первую замыкающую кнопку, общую щину питания, RS-триггера, вторую и третью замыкающие кнопки, соединенные между собой первыми выводами, датчик контроля состояния агрегата, соединенный выходом с входом блока управления ключом, подключенного выходом к управляющему входу ключа, соединенного первым выводом с первым выводом размыкающей кнопки, подключенной вторым выводом к первому выводу второго резистора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него дополнительно введены элемент НЕ, первый и второй элементы И-НЕ, первый и второй дио5

ды, первый и второй логические элементы, шина питания с положительной полярностью и пусковое реле, первый вывод обмотки управления которого соединен с вторым выводом размыкающей кнопки, а второй - с первым входом устройства, с первым выводом первой замыкающей кнопки и с первым выводом замыкающих контактов пускового реле, подключенных вторым выводом к анодам первого и второго диодов, ка0 тод первого диода соединен с вторым и с третьим входами устройства, а катод второго диода подключен к второму выводу первой замыкающей кнопки и к выходу первого элемента И-НЕ, соединенного первым входом с инверсным выходом RS-триггера, а вторым входом - с выходом элемента НЕ и с вторым входом второго элемента И-НЕ, подключенного выходом к четвертому входу устройства, а первым входом - к прямому выходу RS-триггера, сое0 диненного первым R-входом с первым выводом первого резистора и с вторым выводом второго резистора, а S-входом и вторым R-входом - с выходами, соответственно, первого и второго логических элементов, подключенных входами к вторым выво5 дам соответственно второй и третьей замыкающих кнопок, общая щина питания соединена с вторым выводом первого резистора и с первым выводом второй замыкающей кнопки, шина питания с положительной полярностью подключена к второму выводу ключа, а пятый вход устройства соединен с входом элемента НЕ.

0

12

Изобретение относится к энергетической технике и может быть использовано в системах автоматического управления режимами работы котлоагрегатов на теплоэлектростанциях, управляемых с применением диспетчеризации. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается следующим образом. Выходной сигнал датчика контроля состояния агрегата через блок управления ключом поступает на управляющий вход ключа и вызывает замыкание его контактов при нормальном состоянии агрегата. Замыкание контактов ключа приводит к подаче положительного напряжения через последовательно соединенные ключ и размыкающую кнопку на первые выводы обмотки управления пускового реле и первого резистора. Положительное напряжение с второго вывода первого резистора поступает на первый R-вход RS-триггера. Нулевой потенциал через последовательно соединенные первую замыкающую кнопку и первый логический элемент и через последовательно соединенные вторую замыкающую кнопку и второй логический элемент поступает на S-вход и на второй R-вход RS-триггера. Сигнал с инверсного выхода RS триггера поступает на первый вход элемента И-НЕ, на второй вход которого поступает выходной сигнал элемента НЕ, вход которого соединен с входом блокировки пуска устройства. Если на этом входе присутствует нулевой сигнал, то на выходе элемента НЕ формируется единичный сигнал. Этот сигнал проходит на вход элемента И-НЕ, на его выходе формируется нулевой сигнал и подготавливает срабатывание пускового реле. При замыкании третьей замыкающей кнопки нулевой сигнал поступает на второй вход обмотки управления пускового реле, которое срабатывает, самоблокируется своими первыми замыкающими контактами, а вторыми замыкающими контактами включает агрегат в работу. Путем замыкания первой замыкающей кнопки можно перевести агрегат в режим дистанционного управления, а путем замыкания второй замыкающей кнопки - в автономный режим работы без останова агрегата. Причем в нем исключено влияние устройств дистанционного управления в автономном режиме, а в режиме дистанционного управления исключена возможность запуска агрегата местным обслуживающим персоналом при сохранении возможности его останова этим персоналом. За счет этого обеспечивается раси1ирение функциональных возможностей устройства. 2 ил. SS (Л со ГчЭ сд ГчЭ О

г-го1 V

5 LO

I 37

II, I/ /

i

I I Ii-oРедактор П. Гереши Заказ 1842/45

Составитель Г. Нефедова

Техред И. ВересКорректор Г. Решетник

Тираж 864Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 2