Устройство для контроля перерывов электроснабжения Советский патент 1987 года по МПК G07C3/04 G01R11/56 

11

Изобретение относится к электрооборудованию, автоматизации энергосистем и может быть использовано для контроля перерывов электроснабжения потребителей.

Цель изобретения - упрощение, по- вьппение надежности и повышение информативности устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства{ на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Устройство содержит микрокалькуля тор 1 с программируемой памятью, например МК-52, с первого по седьмой элементы И 2-8, датчик 9, генератор 10 импульсов, счетчик 11, дешифратор 12, с первого по четвертый триггеры 13-16, первый и второй элементы НЕ 17, 18, первый и второй элементы ИЛИ 19, 20.

На фиг.2 обозначены напряжения на элементах устройства.

На фиг.1 также приведены обозна

чения следующих клавиш: клавиша уста- 25 в ППЗУ. Импульсы с выходов генератоновки начального адреса программы

клавиша выполнения вычислений по программе клавиша запоминания адреса памяти и числа шагов клавиша записи содержимого ре- 30 гистров И.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии постоянное перепрограммируемое запоминающее устройство (ППЗУ) микрокалькулятора 1 очищено (старая информация стерта) . Все регистры микрокалькулятора 1, за исключением регистров Ь, с, d, е, установлены в нулевое состояние. В регистр е занесено значение текущего времени с выбранной Точкой отсчета, например с начала месяца, выраженное в минутах, или от нуля (число 0.0000000), при этом для запоминания в один из регистров (крое О, Ь, с, d,) например, в регистр а заносится номер месяца, число, часы и минуты включения устройства. В регистр d занесено число, соответствующее дискретности зменения времени, например 1 мин. В регистр с занесено число, соответствующее начальному адресу ППЗУ, уменьшенное на число адресов одного цикла записи, и число шагов записи. В регистр Ь занесено число, изменящее начальный адреС при записи (считывания) за один цикл.

2g

40

45

50

55

В программную память занесена программа работы микрокалькулятора 1. Переключатель С/З/Сч (стирание, запись 5, считывание) установлен в положение 3 (запись). Триггеры 13-16 установлены в нулевое состояние. Счетчик 11, коэффициент пересчета которого равен пяти, установлен в пятое состояние.

В исходном состоянии на контролируемом объекте включено напряжение электропитания и на выходе датчика 9 потенциал соответствует 1, а на выходе элемента НЕ 17 - О.

На втором выходе генератора 10 импульсы следуют с периодом 1 мин, а на первом - с периодом 12 с, период следования последних может быть и меньшим, но должен быть кратным 60 с и должен быть не менее времени выполнения занесенных в программную память микрокалькулятора 1 программ работы и времени записи информации

0

ра 10 между собой синфазны (фиг.2).

С второго выхода генератора 10 минутный импульс передним фронтом устанавливает триггер 13 в единичное состояние, и элемент И 2 открывается. С первого выхода генератора 10 импульс через элемент И 2 передним

фронтом переключает счетчик 11 в первое состояние, и на первом выходе

g дешифратора 12 появляется стробиро- ванный импульс, поступивший с элемента И 2 одновременно на первый вход дешифратора 12. Импульс с первого выхода дешифратора 12 поступает на пер0 вый вход элемента И 8, который открывается, и входные сигналы клавиши в/О поступают через элемент И 8 на ее выход. Тем самым устанавливается нулевой адрес записанной программы.

5 Второй импульс с первого выхода генератора 10 через открытый элемент И 2 передним фронтом переключает счетчик 11 во второе состояние, и на втором выходе дешифратора 12 появля-.

0 ется импульс, который через элемент

ИЛИ 20 поступает на первый вход эле- мента И 7, через который аналогично подается команда на вход С/И микрокалькулятора 1, При этом микрокальку5 лятор 1 начинает работать по записанной в его память программе, в результате выполнения которой к значению текущего времени, выраженного в минутах, прибавляется число, соответству

313

ющее 1 мин, и результат сложения заносится в регистры О и е. Третий четвертый и пятый импульсы с первого выхода генератора 10 переключают счетчик 11 соответственно в третье, четвертое и пятое положения. При этом на третьем, четвертом и пятом выходах дешифратора 12 появляются импульсы, но так как элементы И 4-6 закрыты (триггер 16 находится в нулевом состоянии) , на входы микрокалькулятора 1 сигналы не поступают. Импульс с пятого выхода дешифратора 12 через элемент НЕ 18 устанавливает триггер 13 в нулевое состояние. Очередной импульс с второго выхода генератора 10 устанавливает триггер 13 в единичное состояние, процесс при этом повторяется и в регистрах О и е устанав- ливается значение текущего времени (на 1 мин больше предыдущего значения) .

При отключении напряжения на контролируемом объекте на выходе датчика

9устанавливается нулевой потенциал (О), а на выходе элемента НЕ 17 устанавливается единичный потенциал, который передним фронтом устанавливает триггер 15 в единичное состояние . При этом сигнал с единичного выхода триггера 15 через элемент ИЛИ 19 открывает элемент ИЗ. Очередной минутный импульс устанавливает триггеры 13, 16 (через открытый элемент

И 3) в единичное состояние, при этом на элементы И 2, 4-6 подается отпира- ющлй потенциал. Кроме того,.сигнал с единичного выхода триггера 16 устанавливает триггер 15 в нулевое состояние . Через открытый элемент И 2 импульсы с первого выхода генератора

10поочередно переключают счетчик 11 через все пять его состояний. В первом и втором состояниях происходит сложение числа, соответствующего

1 мин (минутного импульса), с текущим значением времени, хранящимся в регистрах О и е. Третий импульс переключает счетчик 11 в третье состояние, и импульсный сигнал с третьего вькода дешифратора 12 через открытый элемент И 6, элемент ИЛИ 20, поступает на первый вход элемента И 7 и подается команда на второй вход С/П микрокалькулятора 1. При этом запускается в работу микрокалькулятор 1 по второй части программы, в процессе выполнения которой подготавливается

0

5

0

в регистре х адрес ППЗУ и количество шагов записи содержимого регистра О. Четвертый импульс переключает счетчик 11 в четвертое состояние, при этом с четвертого выхода дешифратора 12 импульс поступает на второй вход элемента И 4 и аналогично подается команда на вход А| микрокалькулятора 1, что обеспечивает занесение из регистра х начального адреса ППЗУ и количества шагов в память интерфейса микрокалькулятора 1. Пятый импульс переключает счетчик 11 в пятое состояние, при этом с пятого выхода дешифратора 12 импульс поступает на второй вход элемента И5 и аналогично подается команда на вход t микрокалькулятора 1, что обеспечивает запись содержимого регистра О в ППЗУ. Таким образом, в ППЗУ записано текущее значение времени отключения электропитания. Импульс с пятого выхода дешифратора 12 через элемент НЕ 18 5 устанавливает триггеры 13, 16 в нулевое состояние, Очередной минутный импульс устанавливает триггер 13 в единичное состояние, и процесс счета текущего времени повторяется.

При включении напряжения на контролируемом объекте на выходе датчика 9 устанавливается единичный потенциал, который передним фронтом устанав0

35

45

ливает триггер 14 в единичное состояние. При этом сигнал с единичного выхода триггера 14 через элемент ИЛИ 19 открывает элемент И 3. Очередной минутный импульс устанавливает триггеры 13, 16 (через открытьш элемент 4Q И 3) в единичное состояние, при этом на элементы И 2, 4-6 подается отпирающий потенциал. Кроме того, сигнал с единичного выхода триггера 16 устанавливает триггер 14 в нулевое состояние. Дальнейшая работа устройства

аналогична работе при отключении, только время включения записывается в ППЗУ по новому начальному адресу.

Интервалы между включениями и отключениями менее 1 мин не записываются в ППЗУ, для этого датчик 9 снабжается схемой задержки (например интегрирующей RC-цепью). При этом сигнал на выходе датчика 9 изменя- 5g ется только при интервалах более

1 мин. Если требуется уменьшить фиксируемые минимальные интервалы, то период следования сигналов с второго выхода генератора 10 и с первого вы50

13

хода следует уменьшить до заданных минимальных интервалов.

Работа микрокалькулятора 1 определяется программой, занесенной в ег . программную память, при этом следует максимально использовать объем памяти ППЗУ. Так, микрокалькулятор МК-52 имеет 4096 запоминаюпщх (двоичных) элементов, организованных в ни- де 1024 четырехразрядных слов, т.е. может хранить 1024 десятичных числа. Каждый шаг записи (считывания) занимает два четырехразрядных слова (два десятичных числа). Если для счета времени использовать четыре десятичных разряда (два шага записи), то при дискретности счета 1 мин для полного заполнения требуется примерно 7 сут (9999:60:24 6,94), а количество записей в ППЗУ составляет 256 (1024:4), т.е. записывается 128 отключений. Такой выбор целесообразно использовать при большой частоте отключений, например, при испытаниях или контроле технологических процессов.

При разрядности равной шести имеем: количество шагов записи 3, время заполнения шести разрядов 1,9 года (999999:60:24:365 1,9), количество записей 170, ,т.е. 85 отключений. Поскольку предлагаемое устройство предназначено для более оперативного использования, то целесообразно разрядность счета времени принять равной пяти, при этом время заполнения составляет 69 сут (99999:60:24 69,4), а количество записей - 204 (1024:5), т.е. 102 отключения.

Чтобы это реализовать, выбираем количество шагов равное трем. Однако при записи, например, числа 12345, которое в регистре х и на индика- торе находится в первых пяти (из восьми) десятичных разрядах (остальные три содержат нули и не индицируются) , записываются только три цифры 345, так как шаги записи выполняют- ся следуюш;им образом: 12345.000. Здес 34 - 3-й шаг, 5.0 - 2-й шаг; 00 - 1-й шаг; 000 - неиндицируемые разряды.

Поэтому смещаем вправо число следующим образом: 1.0012345

I

Незначащая информация (может быть любая цифра, кроме 0).

Тогда записывается число: 012345

Шаги записи 1-й

Шаги записи 2-й

3-й

Адрес 0000

0001

iVapec

0002

0003 0004 0005

Число 5

4

Число 3

1 О

0006 Очередной на чальнъш адрес записи следующих данных, т.е. в каждый шестой адрес в цикле записи записывается О,а возможное количество отключений равно 85.

Чтобы увеличить число записей до 204 (102 отключения) следует очередной начальный адрес давать не через 6, а через 5 адресов.

Для счета минутных импульсов к текущему значению времени (1.0012345) следует прибавить число 0.0000001. Таким образом, после записи программы заносим исходные данные в регистры. В регистр е заносится значе0

5 0

5

ние текущего времени с выбранной точкой отсчета, например, с начала месяца, выраженное в минутах, или от ну- . ля (число 0.0000000), при этом для запоминания в один из регистров (кр О- ме О, Ъ, с, d, е), например в регистр а, заносится номер месяца, число, часы и минуты включения устройства, например, для 24 января 6 ч 35 мин наберем и занесем в регистр а (, а). В регистр d заносится число 0.0000001, в регистр с - число 999503, в регистр Ь - число 500.

Программа, записанная в микрокалькулятор 1, представлена в таблице.

Таким образом, в ППЗУ микрокалькулятора 1 записывается время каждого отключения и включения. По конечно{ у адресу записи (в регистре с) можно знать количество отключений, Извлечение .(считьтание) данных из ППЗУ может выполняться по программе, аналогичной второй части описанной вьше (С/П 3-й импульс).

При считьшании информации можно идти и сверху вниз. В этом случае в регистре Ь перед содержимым надо поставить знак минус (-500), т.е. начальный адрес при считывании вычитает из предыдущего. Обработка результатов может производиться автоматически по программе. При этом вычисляется время перерыва (разность между временем включения и отключения), суммарное время перерывов: время, выраженное в минутах, по программе пересчитывается в часы и сутки.

При отключении питания информация в ППЗУ сохраняется, так как эта память энергонезависима и в выключенно состоянии может храниться 5000 ч.

Устройство может найти применение в системах электроснабжения сельскохозяйственных потребителей для контроля длительности и времени перерыва для определения количества перерывов (при этом повышается достоверность данных о надежности систем электроснабжения) , а также в системах контроля технологических процессов в сельскохозяйственном производстве (кормление в птичниках, дойка на мо- лочно-товарных фермах и др.).

Форму л.а изобретения

Устройство для контроля перерывов электроснабжения, содержащее датчик, генератор импульсов, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, и первый триггер выход которого подключен к второму входу первого элемента И, о т л и - чающееся тем, что, с целью упрощения, повьшения надежности и информативности устройства, в него введены триггеры, элементы И, ИЛИ, НЕ, счетчик, дешифратор и микрокалькулятор с программируемой памятью, выход датчики соединен с первым вхо

,

, 10

15

20

559888

дом второго триггера и через первый/ элемент НЕ - с первым входом третьего триггера, выходы второго и третьего триггеров через первый элемент Ш1И подключены к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого триггера, выход которого подключен к вторым входам второго и третьего триггеров и к первым входам третьего, четвертого и пятого элементов И, выход последнего из которых соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу шестого элемента И, выход и второй вход которого соединены с контактами клавиши выполнения вычислений по программе микрокалькулятора с программируемой памятью, второй -выход генератора импульсов подключен к первому входу первого триггера и к второму входу второго элемента И, выход первого элемента И соединен с первым 25 входом дешифратора и через счетчик - с его вторыми входами, первый выход дешифратора подключен к первому входу седьмого элемента И, выход и второй вход которого соединены с контактами клавиши установки начального адреса программы микрокалькулятора с программируемой памятью, второй выход дешифратора подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, третий выход дешифратора соединен с. вторым входом пятого элемента И, четвертый выход дешифратора подключен к второму входу третьего элемента И, выход и третий вход которого соединены с контактами клавиши запоминания адреса памяти и числа шагов микрокалькулятора с программируемой памятью, пятый выход дешифратора через второй элемент НЕ подключен к вторым входам первого и четвертого триггеров и непосредственно соединен с вторьм входом четвертого элемента И, выход и третий вход которого подключены к контактам клавиши записи содержимого регистров микрокалькулятора с пpoгpaм fиpyeмoй памятью.

30

35

40

45

50

В/О 1-й импульс Команда, устанавливающая выполнение программы с начального, адреса С/П 2-й импульс Команда начала выполнения программы

П--X,

гистр х

Пересылка данных из регистра е в ре- Из регистра е

число 1.000000С пересылается в регистр X 1.0000000

.Х, d

Пересылка данных из регистра d в регистр х, при этом данные из регистра х пересылаются в регистр у

Сложение содержимого регистров

х--«-п,

Пересылка содержимого регистра х в ре- х 1.0000001

е 1.0000001

гистр е

Х--П, О

Пересылка содержимого регистра х в регистр О

Прекращение прохождения программы В/О, С/П Повторение предьщущей программы X, е

, d

. + X-п.

е

, О С/П

С/П 3-й импульс Команда начала выполнения второй

, с

Пересылка значения числа для вычисления с 999503 начального адреса и числа шагов из ре- х 999503

гистра с в регистр х

П--X, Ь

Пересылка числа начального изменения ад,- Ь 500 реса из регистра Ь в регистр х, при х 500 этом содержимое регистра х пересылает- у 999503 ся в регистр у

х 1.0000001 у 1.0000000

X 1.0000001 у 0.0000000

О 1.0000001

X 1.0000001

X 1.0000001

о 1.0000001

е 1.0000001 X 1,0000001

X 0,0000001 у 1.0000001.

X 1.0000002

X 1.0000002 е 1.0000002

X 1.0000002

О 1.0000002

X 1.0000002

е 1.0000002

О 1.0000002

ти программы

Сложение садержимого регистров х и у х

У

Пересылка начального адреса и числа ша- х

с

гов в регистр с

с/п

Прекращение прохождения программы

1

Р

0000

Незначащая информация (мо- Начальный адрес Число шагов жет быть любая цифра, кро- записи ме 0).

Редактор И.Рыбченко

Составитель Г.Усачев Техред И.Попович

Заказ 5796/43Тираж .470Подписное

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

1000003 0000000

1000003 1000003

1000003 500

1000003

-1 03

Корректор А.Обручар

Изобретение относится к электрооборудованию, автоматизации энергосистем и может быть использовано для контроля перерывов электроснабжения потребителей. Устройство обеспечивает высокую надежность и информативность и является достаточно простым. Устройство содержит микрокалькулятор 1 с программируемой памятью, датчик 9, элементы И 2-8, генератор 10 импульсов, счетчик 11, дешифратор 12, триггеры 13-16, элементы НЕ 17-18, элементы ИЛИ 19, 20. Отсчет времени перерывов электроснабжения производится по сигналам датчика 9. Информация о каждом перерыве накапливается в памяти микрокалькулятора 1 и не разрушается при выключении его питания. 2 ил., 1 табл. р ЛКиЯ lEisSi,