Устройство для контроля состояния диагностируемых цепей Советский патент 1987 года по МПК G05B23/02 G06F17/00 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано при контроле разобщения различных цепей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, т.е. повьппение надежности устройства и одновременное повьппение достоверности,определения состояния коммутатора.

На фиг. 1 представлена блок-схема коммутатора,; на фиг. 2 - временная диаграмма формирования сигналов в блоке программного управления; на фиг. 3 - схема первого коммутатора; на .фиг. 4 - схема дeшифpatopa в первом коммутаторе; на фиг. 5 - схема коммутационного поля в первом коммутаторе; на фиг. 6 - временная диаграмма работы первого коммутатора; на фиг. 7 - схема блока сравнения; на фиг. 8 - схема блока управления; на фиг. 9 - схема узла запуска.

Устройство содержит (фиг. 1) блок 1 программного управления, первый регистр 2, первый коммутатор 3, второй коммутатор 4, блок 5 сравне-. ния, объект 6 контроля, группу диодов 7, второй регистр 8, блок 9 совпадения, маломощный источник 10 тока, дешифратор 11, третий регистр 12, шину 13 индикации , первый 14, второй 15, третий 16, четвертьш 17, пятый 18 выходы и второй 19 вход первого коммутатора 3, первое реле

20 первого коммутатора 3, рабочую обмотку 21 первого реле 20, отбойную обмотку 22 первого реле 20, второе реле 23 первого коммутатора, рабочую обмотку 24 реле 23, отбойную обмотку 25 реле 23, первый контакт 26 реле 20, второй контакт 27 реле 20, первый контакт 28 реле 23, второй контакт 29 реле 23, первое реле 30 второго коммутатора 4, второе реле 31 второго коммутатора 4, третье рее 32 второго коммутатора 4, контакт 33 реле 30, контакт 34 реле 31, контакт 35 реле 32, первый выход 36 лока 1, второй вьЕход 37 блока 1 , третий выход 38 блока 1, четвертьш ыход 39 блока 1, пятый выход 40 бло а 1, шестой выход 41 блока 1, седьую группу выходов 42 блока 1, восьой выход 43 блока 1, девятый выход 4 блока 1, десятый выход 45 блока

1, одиннадцатый выход 46 блока 1,

131

20

160022

первый вход 47 блока 1, вторую группу входов 48 блока 1.

На фиг. 2 представлена временная диаграмма формирования сигналов 5 на выходах 38,39,40, 43, 44 45, 46 блока 1 программного управления.

Первый коммутатор 3 (фиг. 3) содержит регистр 49 сотен, регистр 50 десятков, первый регистр 51 единиц, второй регистр 52 единиц, первую 53, вторую 54, третью 55, четвертую 56 группу элементов И, дешифратор 57, коммутационное поле 58, пятую группу ., элементов И 59, первую 60, вторую 61, третью 62, четвертую 63, пятую 64, шестую 65, седьмую 66, восьмую 67, девятую 68 адресные шины.

Дешифратор 57 (фиг. 4) содержит реле 69-77, диоды 78, 79, контакт 80 реле 69, контакт .81 реле 70, контакт 82 реле 71, контакт 83 реле 72, контакт 84 реле 73, контакт 85 реле 74, контакт 86 реле 75, контакт 87 2J реле 76, контакт 88 реле 77.

Коммутационное поле 58 (фиг.5) содержит реле 20, рабочую обмотку 21 реле 20, отбойную обмотку 22 реле 20, реле 89, рабочую обмотку 90 реле 89, отбойную обмотку 91 реле 89, реле 23,реле 92,рабочую обмотку 93 реле 92, отбойную обмотку 94 реле 92, контакт 95 реле 20, контакт 96 реле 89, контакт 97 реле 23, контакт 98 реле 92,- диоды 99.

На фиг. 6 показана временная диаграмма поступления взводных сигналов и формирования выходных сигналов первого коммутатора 3.

40 Блок 5 сравнения (фиг. 7) содержит цифроаналоговый преобразователь 100, узел 101 сравнения, элемент И 102.

Блок 1 управления (фиг,8) содержит

45 узел 103 памяти, схему 104 сравнения, узел 105 запуска, узел 106 ввода информации .

Узел 105 запуска (фиг.9) содержит 50 переключатель 107 Сброс, триггер 108, элементы ИЛИ 109 - 111, триггер 112, элемент И 113, генераторы 114, 115 импульсов, элемент И 116, счетчик 117 импульсов, группу элементов 55 И 118, регистр 119, входы 120-123, выходы 124-125, переключатель 126 Пуск.

Блок 1 управления работает следующим образом.

30

313

Первоначально нажатием переключателя 107 Сброс элементы 108, 112, 119 узла 105 запуска приводятся в исходное состояние. При нажатии переключателя 126 Пуск триггер 108 переводится в единичное состояние и с его прямого выхода поступает сигнал, эквивалентный логической единице, на выход 124, на элементы И 113, 116, подготавливая их к открытию. Импульсы с генератора 114 ггоступают на выход 125 и далее на узел 106 ввода информации. Узел 106 ввода информации начинает считывать информацию с перфоленты и записывать ее в узел 103 памяти, которое распределяет записанную информацию по блокам в соответствии с временной диаграммой, представленной на фиг.2. Одновременно происходит заполнение счетчика 117 импульсов импульсами с генератора 115. Емкость счетчика определяется периодом работы устройства, согласно временной диаграммы, представленной на фиг. 2. В случае, если сигнал на входе 47 отсутствует в момент времени, указанный на фиг.2 то произойдет переполнение счетчика 117 импульсов. Импульс :переполнения переведет в исходное состояние триггер 108,триггер 1 1 2 перейдет в единичное состояние и в регистр 119 запишется номер операции, на которой выявлен отказ. С регистра 119 информация поступает на шину 41 индикации. Если выявлена ошибка при вводе информации, то поступает сигнал на вход 121 или когда возникла ошибка при отработке коммутатора 3, то поступает сигнал на вход 120 от схемы 104 сравнения. Останов работы устройства происходит тогда, когда на вход 122 поступит сигнал с узла 103 памяти.

Информация в регистры коммутатора 3 записывается следующим образом. Каждому регистру присваивается свой адрес и только при наличии этого адреса в него может быть записана соответствующая информация. Для того чтобы привести их в исходное состояние, в них записывается нулевой код. Контроль обработки реле коммутационн го поля 58 коммутатора 3 производится по состоянию контактов 95-99 реле 20, 23, 89, 92.

Блок 1 управления организует работу коммутатора 3 в соответствии с диаграммой, представленной на фиг.

0024

2 и 6, т.е. алгоритм работы блока 1 управления заключается в том, что он выдает код адреса по первой адресной шине 60 для выбора регистра 49 сотен; выдает двоичную информацию на и}1формационные шины 97, которую необходимо записывать в регистр 49 сотен; выдает код адреса по второй адресной иине 61 для проведения аналиO

5

5

0

0

5

0

за информации, записанной в регистре 49 сотен, которая поступит с него на шины 48 контроля; производит анализ информации, записанной в регистре 49 сотен, с информацией на него поступившей. Если в результате сравнения они совпадают, то блок переходит к выполнению следующего оператора, если нет, то запись информации в регистры прекращается и выдается сиг- 0 нал Отказ коммутатора ; выдает код адреса по третьей адресной шине 62 для выбора регистра 50 десятков; выдает двоичную информацию на информационные шины 37, которую необходимо записать в регистр 50 десятков; выдает код адреса по четвертой адресной шине 63, для проведения анализа информации, записанной в регистре

50десятков, которая поступает с него на шину 48 контроля; производит анализ информации, записанной в регистре 50 десятков, с информацией на него поступившей. Если в результате сравнения они совпадают, то

5 блок переходит к выполнению .следующего оператора, если нет, то запись информации в регистры прекращается и выдается сигнал отказа коммутатора; выдает код адреса по пятой адресной шине 64 для выбора первого регистра 51 единиц (или по шине 66 для выбора второго регистра 52 единиц) ; выдает двоичную информацию на информационные шины 37, которую необходимо записать в первый регистр

51единиц (или во второй регистр единиц); выдает код адреса по шестой адресной шине 65 (tSnn по восьмой адресной шине 67 для проведения анализа информации, записанной в первом регистре 51 единиц (во втором регистре 52 единиц), которая поступает с него на шину 48 контро ля; производит анализ инфомации,

записанной в первом регистре 51 единиц (во втором регистре 52 единиц), с информацией иа иего поступившей. Если в результате сравнения они сов513

падают, то блок переходит к выполнению следующего оператора, если нет, то запись информации в регистры прекращается и вьщается сигнал отказ коммутатора; производит выдержку вре

мени

где

t.+t

i

где t, время включения реле дешифратора 57; t - время включения реле 58 коммутационного поля; вьщает код адреса по девятой адреснслй шипе 68 для проведения анализа информации, записанной в реле 58 коммутационного поля, которая поступает с него на шины 48 контроля; производит анализ информации, записанной в коммутационном поле 58, с эталонной информацией, хранящейся в блоке управления. Если в результате сравнения регистрирует, что они совпадают, ,то происходит пе- реход к выполнению первого оператора, если нет, то работа коммутатора прекращается и выдается сигнал От- каз коммутатора.

Коммутатор (фиг. 4) выполнен на реле 69-77. Для того, чтобы в нем сработало реле, например 69, и замкнуло свой контакт 80, необходимо, чтобы присутствовал сигнал разной полярности на выходе регистров 49 и 50. Диоды 78 и 79 обеспечивают исключение ложного срабатывания реле 69-77. Структурная схема коммутационного 58 поля представлена на фиг. 5. Оно выполнено на двух обмоточных реле, т.е. каждое реле имеет рабочую и отбойную обмотку. Для того, чтобы реле сработало, подают напряжение на рабочую обмотку, а для того, чтобы привести реле в исходное состояние, подают напряжение на отбойную обмотку. Коммутационное поле обеспечивает коммутацию сигналов от единиц микроампер до единиц ампер, напряжений от десятков миливольт до сотен вольт, постоянного и переменного напряжений с частотами от единиц герц до сотен килогерц.

Каждое реле 20, 89, 23, 92 коммутационного 58 поля (фиг.5) содержит рабочую и отбойную обмотку, так для реле 20 рабочая обмотка 21, а отбойная - 22. Для того, чтобы произвести необходимую коммутацию, целью которой может быть подача или прием с

объекта контроля .необходимой информаии, то в этом случае с блока 1 управения записывается информация в пер26

вый регистр 51 единиц (при условии наличия кода адреса на пятой 64 адресной шине), информация с которого поступает на выбранную первым регист- ром 51 единиц рабочую обмотку реле

20или 89, или 23, или 92. Так, если бьш подан сигнал на рабочую обмотку

21реле 20, то замкнувшимся контактом 26 (при условии, что в дешифраторе 57 замкнут контакт 80) образуется цепь на объект контроля, а через контакт 95 этого реле и диод 99 выдается сигнал на пятую группу элементов И 59. Для приведение коммутационного поля 58 в исходное состояние необходимо записать соответствующую информацию во второй регистр 52 единиц. Выходная информация с регистра 52 поступает на выбранную отбойную обмотку одного из реле 20, 89, 23, 92. Так, если в дешифраторе 57 замкнут контакт 88 и поступил сигнал с второго регистра 52 на отбойную обмотку реле 23, то контакты 28, 29, 97 этого реле, если они были ранее замкнуты, возвращаются в исходное состояние.

Таким образом, последовательность выбора реле (рабочей или отбойной обмотки) следующая: срабатывает одно из реле в дешифраторе 57 , которое контактами 80-88 подготавливает к подаче напряженная на одно из

реле 20, 23, 89, 92 коммутационного поля 58.

Для выбора рабочей обмотки у реле коммутационного поля 58 необходимо записать соответствующую информацию

в первый регистр 51 единиц. Сработает только то реле, которое стоит на пересечении возбужденной щины дешифратора и возбужденного выхода регистра. (Для выбора отбойной обмотки отличие состоит только в том, что соответствующая информация записывается во второй регистр 52 единиц).

Для регистра 2 адресным входом является выход 39 блока 1 , а информационным - выход 40 блока 1. Дпя регистра 8 адресным входом является выход 44 блока 1, а информационным - выход 45 блока 1. Дпя регист- ра 12 управляюар м входом является выход 38 блока 1, а информационный вход подключен к выходу блока 5,

Устройство работает следующим образом.

Нлок 1 программиог о упраь.чення вырабатывает последо зательность импульсов в соответствии с временной диаграммой ,представленной на 6мг. 2,которая определяет последовательность работы всего устройства.В нервоначальный момент времени-согласно временной диаграммы,представленной на фиг.2,коммутируются первым KOMNPj TaTOpoM 3 проверяемые цепи в объекте контроля, т.е. проверяемые цепи в объекте контроля через первый коммутатор 3 и .второй коммутатор 4 подключаются к первому выходу маломощного источника 10 тока и к четвертому входу блока 5 сравнения. В следующий момент времени с выхода А4 блока 1 программного управления выдается код регистра 8, а,с некоторой задержкой по времени (фиг. 2) с выхода 4 блока 1 программного управления записывается эталонный код Б регистр 8. После записи эталонного кода в регистр 8 аналогичным образом по коду, поступающему на выход 39 блока 1 программного управления, выбирается регистр 2, а по коду, поступающему с выхода 40 блока 1, записывается информация, управляющая вторым ком гутатором 4,

В работе устройства возможны два режима работы.

Первый режим работы. Проверка целостности цепей в объекте 6 контроля. Jink этого в регистр 2 записывает ся информация, которая обеспечивает срабатывание реле 31 и 32 коммутатора 4, которые своими контактами 34 и 35 подключают выход маломощного источника 10 тока в полярности, открывающей диод 7. Срабатывание контактов 34 и 35 реле 31 и 32 коммутато ра 4 проверяется путем записи в регистр 2 информации, которая обеспечивает замыкание контактов 33 реле 30 коммутатора 4 и по сигналу с блока 5 сравнения производится контроль их срабатывания. После проведения анализа в регистр 2 записывается информация, которая обеспечивает отклю- 50 блок 5 сравнения выдает

чение контакта 33 реле 30. Затем из блока 1 программного управления поступают сигналы, вызывающие переключение контактов 27 реле 89 комсигнал, эквивалентный логической единице, в противном случае - ноль Сигнал с выхода блока 5 сравнения записывается в регистр 12, Выходмутатора 3. По сигналу с блока 5 срав-55 ной сигнал с регистра 12 поступает нения производится анализ целестнос- на второй вход блока 9 совпадения, ти контролируемых цепей.где по сигналу, поступающему с выВторой режим работы. Проверка ра- хода 46 блока 1 (фиг. 2) производит- зобщенности цепей в объекте 6 конт- ся сравнение со значением сигнала.

5

0

роля. Проверка разобщенности пмпол- няется после проверки целостности цепей в соответствии с алгоритмом первого режима.

После проверки сообщения, не меьяя состояния контактов 2Ь и 27 реле 20 и 89 комьгутатора 3, в регистр 2 записывается информация, которая обеспечивает срабатывание реле 31 и 32 коммутатора 4, которые своими контактами 34 и 35 подключают выход маломощного источника 10 тока в полярности, закрывающей диод 7. Срабатывание контактов 34 и 35 реле 31 и 32 коммутатора 4 проверяется путем записи в регистр 2 информации, которая обеспечивает замыкание контакта 33 реле 30 коммутатора 4 и по сигналу с блока 5 сравнения производится контроль их срабатывания. После проведения анализа в регистр 2 записывается информация, которая обеспечивает отключение контакта 33 реле 30. После сра батывания реле 30 по сигналу с блока 5 сравнения производится анализ состояния контролируемых цепей.

Одновременно с записью информации в регистр 2 с группы выходов 42 блока 1 на дешифратор 11 поступает код, обеспечивающий выбор эталонного напряжения в блоке 5 сравнения (фиг. 7). По сигналу, поступающему с выхода 38 блока 1 регистр 12 приводит- 5 ся в исходное состояние. Напряжением маломощного источника 10 тока при контроле разобщенности (целостности) цепей через второй коммутатор 4, первый коммутатор 3 и диоды 7 производится обтекание контролируемой цепи.

5

0

0

По сигналу, поступающему с выхода 43 блока 1 (фиг. 2) на блок 5 45 сравнения, происходит сравнение выбранного дешифратором 11 эталонного напряжения U, с падением напряжения Uj , возникающим в резуль ате обтекания контролируемых цепей. Если

сигнал, эквивалентный логической единице, в противном случае - ноль. Сигнал с выхода блока 5 сравнения записывается в регистр 12, Выходзаписанного в регистре 8. Блок 9 совпадения реализует функцию сумматора ло модулю два. В случае совпадения сигналов с блока 9 совпадения, с его первого выхода поступает сигнал на вход 47 блока 1 для продолжения проверки .контролируемых цепей. Если сигналы, поступающие на первый и второй входы блока 9 совпадения, не совпадают, то с его второго выхода вьодается сигнал на шину 13 индикации. Блок 1, если не поступил сигнал на вход 47, через время Т после выдачи сигнала на выход 46 выдается информация о номере контролируемой цели в объекте 6 контроля с выхода 41 блока 1 на шину 13 индика- Ц,ии.

Если с блока 9 совпадения поступил сигнал на вход 47 блока 1, то после каждой проверки контролируемой цели в объекте 5 контроля производится контроль отключения коммутатора 3 от контролируемой цели. Для этого в регистр 2 записывается I информация, обес печивающая срабатывание реле 31, 32; которые перебрасывают свои контакты 34, 35 (реле 30 в этом случае не срабатывает и его контакт 33 разомкнут). Этим обеспечивается изменение направления тока обтекания контролируемых цепей в объекте контроля. Диоды 7 в этом случае обеспечивают проверку отключения контактов реле коммутатора 3. При этом на дешифратор 11 поступает код, выбирающий соответствующее эталонное напряжение. В дальнейшем работа устройства аналогична рассмотренной

10

15

коммутатора, первый регистр, блок сравнения, первый вход которого соединен с первым выходом блока программного управления, второй и третий выходы которого подключены соответственно к управляющему и к информационному входам первого регистра, вторые-четвертые выходы блока программного управления подключены к первым входам первого коммутатора, первые выходы которого подключены к первым входам блока программного управления, пятый выход блока программного управления подключен к второму входу первого коммутатора, третий вход которого подключен к первому выходу второго коммутатора, первый вход которого подключен к первому выходу первого коммутатора, первые входы второго коммутатора подключены к выходам первого регистра, второй выход второго коммутатора подключен к второму входу блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно дополнительно содержит второй и третий регистры, блок совпадения, дешифратор, маломощный источник тока, группу диодов, подключенных между вторыми входами и вторыми выходами первого коммутатора, шестой, и седьмой выходы блока программного управления подключены соответственно к информационно- 35 му и к управляющему входам второго регистра, выход которого подключен к первому входу блока совпадения, второй вход которого подключен к седьмому выходу блока программного управ20

.25

30

Упрощение устройства за счет умень- 0 ления, вторые выходы которого подклюшения емкости коммутатора в среднем в два раза увеличивает надежность устройства.

За счет постоянного контроля функционирования рабочих контактов реле коммутатора повьш1ается досто- Iверность функционирования устройства, кроме того, это позволяет повысить и контролепригодность всего устройства. Устройство позволяет контролировать как -целостность, так и разобщенность цепей.

Формула изобретения

Устройство для контроля состояния диагностируемых цепей, содержащее блок программного управления, два

10

15

коммутатора, первый регистр, блок сравнения, первый вход которого соединен с первым выходом блока программного управления, второй и третий выходы которого подключены соответственно к управляющему и к информационному входам первого регистра, вторые-четвертые выходы блока программного управления подключены к первым входам первого коммутатора, первые выходы которого подключены к первым входам блока программного управления, пятый выход блока программного управления подключен к второму входу первого коммутатора, третий вход которого подключен к первому выходу второго коммутатора, первый вход которого подключен к первому выходу первого коммутатора, первые входы второго коммутатора подключены к выходам первого регистра, второй выход второго коммутатора подключен к второму входу блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно дополнительно содержит второй и третий регистры, блок совпадения, дешифратор, маломощный источник тока, группу диодов, подключенных между вторыми входами и вторыми выходами первого коммутатора, шестой, и седьмой выходы блока программного управления подключены соответственно к информационно- 35 му и к управляющему входам второго регистра, выход которого подключен к первому входу блока совпадения, второй вход которого подключен к седьмому выходу блока программного управ0

25

30

чены к входам дешифратора,, выходы которого подключены к входам блока сравнения, третий вход которого подключен к минусу маломощного источни45 ка тока, плюс которого подключен к второму входу второго коммутатора, восьмой выход блока программного управления подключен к управляющему входу третьего регистра, информационный вход которого подключен к выходу блока сравнения, выход третьего регистра подключен к третьему входу блока совпадения, первый выход которого подключен к первому входу бло55 ка программного управления, второй вход которого подключен к второму выходу блока совпадения и к шине индикации.

50

Г±1.

3 Фиг 1

SB

ФигЪ

49

18 Т9 Н44

7в s Щ

и 75,

,

3-. .

66,

IS

16

17

1316002 /Ve 59

lffh --4tl Z /2

/ Гт-I I

4iJ

Фиг.7

Изобретение относится к контрольно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для контроля разобщения различных цепей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок программного управления, два коммутатора, блок сравнения и регистр, введены два регистра, блок совпадения, дешифратор, маломощный источник тока и группа диодов. Изобретение позволяет уменьшить в два раза емкость коммутатора, повысить достоверность функционирования и контролепригодность устройства. 9 ил. i (Л со 05

Фиг. д