Устройство для защиты и автоматического отключения потребителя Советский патент 1987 года по МПК H02H3/00 

1

ширение области применения для п каналов. Устройство в каждом канале содержит формирователи импульсов 1, триггеры памяти 2, буферные триггеры 3, буферные элементы И 4, элементы И 5 записи, информационные триггеры 6, блоки анализа информации 7, формирователи перепадов импульсов 8, элементы И 9 запрета, а также общие для устройства первьш 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 элементы И передачи, первый 14, вторые 15, 16 и третий I7 элементы ИЛИ, блок управ

339722

ления 18, триггер формирования перепадов 19, элемент 20, генератор импульсов 21. Кроме того, устройство содержит абоненты 22, ключевые элементы 23, коммутаторы 24. Новым в устройстве является введение в него в каждом канале блоков анализа, формирователей переп-адов импульсов, информационных триггеров, триггеров памяти, буферных триггеров, элементов И записи, запрета, передачи, а также общих блока управления и триггера формирования перепадов. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты и автоматического отключения потребителей, и может быть использовано в системах и приборах автоматического контроля и регулирования.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение области применения устройства для п каналов.

На фиг. представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема формирователя импульсов; на фиг.З - функциональная схема блока анализа информации; на фиг.4 - функциональная схема блока управления.

Устройство в каждом канале содержит формирователи 1 импульсов, триггеры 2 памяти, буферные триггеры 3, буферные элементы И 4, элементы И 5 записи, информационные триггеры 6, блоки У анализа информации, формирователи 8 перепадов импульсов, элементы И 9 запрета, а также общие для устройства первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 элементы И передачи, первый 14, вторые 15, 16 и третий 17 элементы ИЛИ, блок 18 упраления, триггер 19 формирования перепадов, элемент И 20, и генератор 21 импульсов. Кроме того, устройство содержит абоненты 22, ключевые элементы 23 и коммутаторы 24.

Входы устройства в каждом канале подключены к единичным входам триггеров 2 памяти, выходы которых через

буферные элементы И 4 соединены с еди-, ничными входами буферных триггеров 3, соединенных своими выходами соответственно через элементы И 9 запрета с нулевыми входами триггеров 2 памяти и через элементы И 5 записи с единичными входами информационных триггеров 6, выходы которых соединены с соответствующими входами формирователей I импульсов и через соответствующие формирователи 8 перепадов импульсов с входами абонентов 22 и блоков 7 анализа информации. Единичные входы триггеров 2 памяти через первый

10 и второй 11 элементы И и через первый элемент ИЛИ 14 соединены со стробирующим входом триггера 19 формирования перепадов, а выходы последнего и элемента И 25 формирования

-перепадов через третий элемент ИЛИ 17 и формирователь 8 перепадов подключены соответственно к первому входу блока 18 управления и к третьим входам формирователей 1 импульсов, первые входы которых соединены с единичными выходами информационных триггеров 6, а вторые входы - с соответствующим входом блока 18 управления и выходом генератора 21 импульсов. Первые выходы формирователей 1 импульсов подключены к стробирующему входу информационных триггеров 6, вторые выходы - к соответствующим входам элементов И 10-13 передачи и

элементов И 9 запрета, третьи выходы- к соответствующим входам блоков 7 анализа информации, выходы которых

через ключевые элементы 23 и коммутторы 24 соединены с соответствующим входами 25 абонентов, а вторые входы - с входами устройства, причем выходы блока 18 управления подключены соответственно к вторым входам буферных элементов И 4, элементов И 5 записи, третьим входам элементов И 9 запрета, нулевым входам буг ферных триггеров 3 и вторым в.ходам элемента И 20 и одного элемента ИЛИ 15.

Формирователь 1 импульсов (фиг.2) содержит счетчик 26 с индикатором 27 переполнения, например триггером, дешифратор 28, первый 29 и второй 30 элементы И, элемент РШИ 31 и инвертор 32, вход которого соединен с первым входом 33 формирователя , а выход - с вторым входом 34 и через второй элемент И 30 и элемент ИЛИ 31 с установочным входом счетчика 26, выходы которого через дешифратор 28 соединены с первым выходом 33 формирователя 1, а выход - с вторым выходом 35 формирователя 1 и через первый элемент И 29 со счетным входом указанного счетчика, причем второй 34 и третий 36 входы формирователя 1 соединены соответственно с входами первого 29 и второго 30 элементов И.

Блок 7 анализа информации (фиг.З) содержит счетчик 37, дешифратор 38, RS-триггер 39 со стробирующим входом, первый 40 и второй 41 инверторы входной элемент И 42, кодовые элементы И 43, и 44, и элементы ИЛИ 45 и 46, входы последнего соединены с соответствующими входами блока 7 анализа, а выход через кодовые элементы И 43 и. 44 - с входами установки счетчика 37, выходы которых через дешифратор 38 и элемент ИЛИ 46 соединен с входом установки в 1 RS- триггера 39 и через инвертор 40 с входом установки в О, Входные шины 47 и 48 блока 7 анализа соединены через входной элемент И 42 со счетным входом счетчика 37 и далее через инвертор 41 со стробирующим входом триггера 39.

Блок 18 управления (фиг.4) содержит распределитель 49 импульсов, 1К-триггер 50 и элемент И 51. Выходы распределителя. 49 импульсов (который может быть любого известного ти- па) являются выходами блока, первый вход которого подключен к входу уста5

0

5

0

5

новки в О 1К-триггера 50, второй вход через элемент И 51 - к входу распределителя 49 импульсов, а выход 52 соединен со стробирующим входом 1К-триггера 50, подключенного своим выходом к второму входу элемента И 51 .

Шина 52 подключена к соответствующим входам формирователей 1 импульсов, блоков 7 анализа информации, блока 18 управления и входу установки в О информационного триггера 6, входы I и К которого совместно с аналогичными шинами триггера 9 формирования перепадов подключены соответственно к шинам устройства.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы сигналом начала обмена устройство устанавливается в исходное состояние. В этом случае все элементы памяти, кроме триггеров 2 памяти и буферных триггеров 3, устанавливаются в нулевое состояние, а в счетчик 37 блока 7 анализа информации записывается код начальных условий. При поступлении на вход устройства с линии связи (например, 0 интерфейса) сигналов, характеризующих начало работы, эти сигналы запоминаются триггерами 2 памяти. Передний фронт входного сигнала, в зависимости от места поступления, проходит через первый 10 и второй 11 элементы И передачи и через первый элемент ИЛИ 14 устанавливает в состояние I триггер 19 формирования перепадов, на нулевом выходе которого вырабатывается перепад уровня, который, проходя через третий элемент ИЛИ 17, формирует импульс на выходе соответствующего формирователя 8 перепадов, запускающий блок 18 управления. Первый им- 5 пульс 53 управления, формируемый указанным блоком, переписывает информацию с, триггеров 2 памяти через буферные элементы И 4 в буферные триггеры 3, а второй импульс 54 передним 0 фронтом с буферных триггеров 3 через элементы И 5 записи - в информационные триггеры 6, которые при наличии посыпки информации на данном входе устанавливаются в состояние I. Перепад уровня на выходе указанного триггера формирует при помощи соответствующего ему формирователя 8 перепадов выходной импульс, поступающий на абонент 22 и на блок 7 анали5

0

5

за информации, подтверждая его исходное состояние. Установка в состояние 1 триггера 6 импульсом 54 позволяет установить импульсом 53 также и соответствующий формирователь импульсов, т.е. счетчик 26 формирователя 1 импульсов через элемент И 29 который открыт сигналом с инвертора 32, и элемент ИЛИ 30 установится импульсом 53 следующим образом: во всех разрядах счетчика 26 и индикаторе 27 переполнения подтверждается состояние О.

Сигнал с шины 56 открывает первый элемент И 29, через который на вход счетчика начинают поступать импульсы с генератора 21. Длитепьность формируемого импульса обычно равна период входного сигнала, счетчик 26 отсчитал необходимое количество импульсов, дешифратор 28 срабатывает и устанавливает информационные триггеры 6, прекращая поступление импульсов с генератора 21 на счетчик 26 через первый элемент И 29. Второй тактовый импульс 54 через элементы И 9 запрета устанавливает в О триггеры 2 памяти, причем установка в О происходит только для тех триггеров 2, в соответствующих буферных триггерах 3 которых была записана 1 и запущен формирователь импульсов.

Далее третий тактовый импульс 55 устанавливает в состояние О буферные триггеры 3. Четвертый тактовый импульс 52 открывает третий 12 и четвертый 13 элементы И передачи, и в случае, если за промежуток времени работы блока 18 управления на любой из входов 52 устройства поступает входной сигнал, то через второй элемент ИЛИ 15 и элемент И 20 формирования перепадов происходит запуск блока 18 управления, с выхода которого поступают сигналы 53-56 на соответствующие элементы И, затем следует запуск соответствующего формирователя импульсов. На запущенные формирователи 1 импульсов данный сигнал не воздействует, так как в них второй элемент И 30 закрыт уровнем с выхода инвертора 32 и сигнала 54 на работающие формирователи 1 импульсов не проходит. Поскльку частота поступления информации на входы 57 устройства f(; 10 f ru J то потеря информации полностью исключается (fju. - частота тактовых импульсов). После

0

0

запуска блока 18 управления схема работает аналогично. Сигналы с выходов соответствующих информационных триггеров 6, поступая на щину 57 блока 7 анализа информации, открывают входной элемент И 42, через который разрешается прохождение информа- ции с входных .шин 57 устройства. Данная информация считается счетчиком 37, в который через кодовые элементы 43 и 44 записывается сигналами 52 (код). Начальная вставка (код) определяет допустимое количество появления сигналов или помех на входе устройства за время работы формирователя импульсов. В случае, если число помех на входе меньше допустимого, на выходе счетчика 37 не вырабатывается код, необходимый для срабатывания дешифратора 38, т.е. сигнала отключения на .выходе блока

7анализа информации нет. В случае, когда число помех или.появлений не5 нормированной информации на входах устройства больше допустимого, на выходах дешифратора 38 вырабатывается сигнал, который, стробируясь перепадом напряжения с выхода инвертора 41 при сбросе информационного триггера 6, устанавливает в состояние 1 триггер 39 со стробирующим входом. Далее происходит отключение через ключевые элементы 23 и коммутатор 24 абонента 22,

Формирователь 1 импульсов, сформировав при помощи счетчика 26 необходимую .длительность, при помощи дешифратора 28 вырабатывает на своем выходе 58 сигнал, устанавливающий в состояние О информационный триггер 6. .

Любая следующая посылка входной информации воспринимается любым кана- 4g лом устройства с выхода формирователя

8перепада импульсов, устанавливает в состояние 1 RS-триггер 39, вследствие чего импульсы с генератора 21 поступают на распределитель 49 импульсов любого типа. Последний импульс

54 задним фронтом устанавливает триггер 50 в О, прекращая формирование импульсов.

Аналогично схема работает при одно- ,- временном поступлении информации на несколько входов 58,

В случае, если частота входной информации больше допустимой, устройство работает следующим образом.

0

35

0

50

Вставка в счетчик 37 блока 7 анализа информации записывается обычно в до- полнйтедьном коде, от ее значения зависит какое количество помех может пройти на вход устройства, не вызвав его отключения. При увеличении входной частоты на величину, превышающую допустимую, формирователь 1 импульроиства.

Формула изобретения

15

20

сов практически все время держит СИГ-JQ и расширяет область применения уст- нал открытия на шине 47 блока 7 ана- , лиза информации, т.е. на шину 48 данного блока в любом случае поступает ненормированное число сигналов, которое считается счетчиком 37, а далее аналогично описанному указанным блоком вырабатывается сигнал отключения.

Длина счетчика 26 формирователя 1 выбрана такой, что выработка длительности импульса анализа происходит меньшее время, чем выработка сигнала переполнения на входе индикатора 27 переполнения. Обычно эта разница представляется коэффициентом 1,2 и более.

В этом случае при уменьшении частоты на заданные нормы в нужный момент времени сброса счетчика 26 не произойдет (сброс счетчика 26 приори- зо тетный перед счетными сигналами, и счетчик сбрасывается в О обязательно независимо от входного сигнала), а это обуславливает выработку сигнала на выходе переполнения счетчика и срабатывание индикатора 27

35

1.Устройство для защиты и автоматического отключения потребителя, содержащее формирователь импульсов, ключевой элемент, выход которого через коммутатор подключен к абоненту, элементы И, ИЛИ, отличающее с я . тем, что, с целью повьшгения надежности и расширения области применения для п каналов, оно дополнительно содержит в каждом канале блоки 25 анализа, формирователи перепадов импульсов, информационные триггеры, триггеры памяти, буферные триггеры, элементы И записи, буферные элементы И, элементы И, элементы И запрета, элементы И передачи, а также общие для устройства блок управления и триггер формирования перепадов, нулевой выход которого через третий элемент ИЛИ и соответствующий формирователь перепадов импульсов соединен с первой входной шиной блока управления, входы К и I данного триггера - соответственно с шинами логического нуля и логической едини- 40 цы а стробирующий вход - с выходом первого элемента ИЛИ, причем в каждом канале управления входные шины устройства подключены к единичным входам триггеров памяти, выходы кото- 45 рых через буферные элементы И соединены с единичными входами буферных триггеров, соединенных своими единичными выходами через элементы И записи с входом информационных триггеров, единичные выходы которых подключены к первой шине формирователя импульсов буферные триггеры через элементы И запрета соединены с нулевыми входами триггеров памяти, информационные f-f- триггеры через формирователи перепадов импульсов - с входом блока анализа информации и входом соответствующего абонента, выход которого через коммутатор соединен с ключевым элеменпереполнения, сигнал с которого поступает на шину 59 блока 7 анализа информации и по окончании длительноти импульса на шине 47 триггер 39 устанавливается в состояние 1, т.е. происходит отключение абонента 22. Схема устройства работоспособна при любой синфазности поступления входных сигналов: одновременно или разнесенных по времени. Состояния отказов индицируются на клеммах 60, по сигналам которых оператор или ЦВМ может следить за состоянием системы. .

Работоспособность предлагаемого устройства обеспечивается при любом изменении частоты входных сигналов, при любом сочетании длительности импульсов и параметров элементов, при прохождении помех на входе устройства, что повьш1ает надежность. Устройство исключает потерю информации при работе в многоканальных комплексах с любым порядком следования входной информации, что расширяет область его применения. Оно работоспособно при работе в дистанционных системах с длинными линиями связи, где возможно появление некоторого числа помех или случайных процессов. Это также увеличивает надежность

роиства.

и расшир

Формула изобретения

и расширяет область применения уст-

15

0

JQ и расширяет область применения уст-

о

5

1.Устройство для защиты и автоматического отключения потребителя, содержащее формирователь импульсов, ключевой элемент, выход которого через коммутатор подключен к абоненту, элементы И, ИЛИ, отличающее- с я . тем, что, с целью повьшгения надежности и расширения области применения для п каналов, оно дополнительно содержит в каждом канале блоки 25 анализа, формирователи перепадов импульсов, информационные триггеры, триггеры памяти, буферные триггеры, элементы И записи, буферные элементы И, элементы И, элементы И запрета, элементы И передачи, а также общие для устройства блок управления и триггер формирования перепадов, нулевой выход которого через третий элемент ИЛИ и соответствующий формирователь перепадов импульсов соединен с первой входной шиной блока управления, входы К и I данного триггера - соответственно с шинами логического нуля и логической едини- 0 цы а стробирующий вход - с выходом первого элемента ИЛИ, причем в каждом канале управления входные шины устройства подключены к единичным входам триггеров памяти, выходы кото- 5 рых через буферные элементы И соединены с единичными входами буферных триггеров, соединенных своими единичными выходами через элементы И записи с входом информационных триггеров, единичные выходы которых подключены к первой шине формирователя импульсов, буферные триггеры через элементы И запрета соединены с нулевыми входами триггеров памяти, информационные f- триггеры через формирователи перепадов импульсов - с входом блока анализа информации и входом соответствующего абонента, выход которого через коммутатор соединен с ключевым элемен0

том, причем выход блока анализа ин- формгщии соединен с входом ключевого элемента и выходной шиной, при этом входные шины через элементы И передачи подключены к входам первого элемента ИЛИ, нулевой установочный вход триггера формирования перепадов соединен с выходом второго элемента ИЛИ а выходы триггеров памяти через третий и четвертый элементы И передачи, один из вторых элементов ИЛИ и элемент И формирования перепадов - с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход генератора импульсов подключен к второй входной шине формирователя импульсов и блока управления , общего для всех каналов,, а выходы блока управления соединены соответственно первый с вторыми входами буферных элементов И, второй - с третьими входами элементов И запрета, вторыми входами элементов И записи и третьей входной шиной формирователей импульсов, третий выход блока управления - с нулевыми входами буферных триггеров, четвертый - с вторыми входами элемента И формирования перепадов и второго элемента ИЛИ, первый вход которого совместно с- соответствуюш;ими щинами формирователя импульсов, блока анализа информации, блока управления и нулевым входом информационного триггера соединен с шиной начала обмена, при этом второй.вход формирователей импульсов с первого по п-1 каналов соединены с вторыми входами первого и третьего элементов И передачи, второй выход формирователя им- . пульсов п-го входа соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И передачи, а третий выход формирователей импульсов - с третьей шиной блока анализа информации, вторая шина которого подключена к соответствующим входам устройства, вхоцы блока анализа информации соединены с выходами формирователя импульсов и вторыми входами элемента И запрета.

2.Устройство по п.1, о т л и - чающее ся тем, что формирователь импульсов содержит счетчик с индикатором переполнения, дешифратор первый и второй элементы И, элемент ИЛИ и инвертор, вход которого соединен с первой входной шиной формирователя и первым входом первого элеме та И, а его выход соединен с входом . счетчика, выходы разрядов которого

подключены через дешифратор к первой выходной шине, а выход переполнения соединен с единичным установочным

входом индикатора переполнения, соединенного своим единичным выходом с третьей выходной шиной, а нулевой - с шиной начала обмена, которая через второй вход -элемента ИЛИ подключена к установочным входам счетчика, а выход инвертора соединен с второй выходной шиной и первым входом второго элемента И, вход которого подключен к третьей шине, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, а второй вход первого элемента И соединен с второй входной шиной формирователя.

3.Устройство по п.I, о т л и чающееся тем, что блок анали- за информации содержит счетчик, дешифратор, RS-триггер со стробируюш м входом, первый и второй инверторы, входной элемент И, кодовые элементы

И, элементы ИЛИ, причем первая входная шина через первый вход входного элемента И со(динена с входом счетчика, выходы которого через дешифратор и второй элемент ИЛИ подключены к

единичному установочному входу RSтриггера, а через инвертор - к нулевому установочному входу данного RS- триггера, выход которого является выходом блока анализа, входы начала

обмена и третья, входная шина через третий и второй входы первого элемента ИЛИ и кодовые первые и вторые входы соответственного первого и второго элементов И соединены с установочными входами счетчика, вторые входы кодовых элементов И - с входами Код блока, вторая входная шина подключена к второму входу входного элемента И, а первая через второй инвертор - к стробирующему входу триг- . гера, при этом четвертая входная шина блока соединена с вторым входом второго элемента ИЛИ.

4.Устройство по л. 1, о т л и-чающееся тем, что блок управления содержит распределитель импульсов, 1К-триггер и элемент И, выход которого соединен с распределителем импульсов, выходы которого являются

выходами блока управления, причем входная шина блока подключена к единичному входу 1К-триггера, шина начала обмена - к нулевому, а вторая входная шина - к второму входу элемента

11

и, при этом шины логических нуля и единицы соединены соответственно с входами триггера, а стробирующий

о 33

JVC

29

35

i

W

52

1339722

12

вход - с четвертым входом распределителя импульсов, выход 1К-триггера соединен с первым входом элемента И.

58

.odZ

26

27

Puz.Z

НО

S3

ьмдг

Редактор И.Николайчук

Составитель Л.Корнеева

Техред М.Дицык Корректор М.Шаропш

Заказ 4867Тираж 617 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

&мд

Фи.-2

Код

je 52

РигМ

Изобретение относится к электротехнике и автоматике, в частности к устройствам для защиты потребителей, и может быть использовано в системах и приборах автоматического контроля и регулирования. Цель изобретения - повышение надежности и расet 2Т S1 (/)