Устройство для сигнализации состояния исполнительного механизма Советский патент 1988 года по МПК G08B23/00 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть ис- по пьзовано в качестве средства отображения информации на мнемосхемах о конечных положениях и перемещении запорно- регулирующих и им подобных исполнительных механизмов, обладающих органами контроля конечных состояний, в локальных и централизованных системах контроля и управления в газовой, химической, энергетической и других отраслях г1ромышленнос- ти в тех случаях, где для сигнализации положения исполнительного механизма достаточна не количественная, а качественная характеристика состояния.

Целью изобретения яв, 1яется повышение информативности устройства.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема распределителя импульсов; па фиг. 3 - схема блока дец1ифра1щи и его подсоединения к формирователям сигналов избирательного управления и неисправности.

Устройство содержит датчики 1 и 2 конечного положения соответственно «Закрыто и «Открыто, световой индикатор 3 положения «Закрыто, световые индикаторы 4 и 5 положения «Открыто, элементы ИЛИ 6-9, элементы И 10 и 11, элемент ИЛИ -НЕ 12, триггеры 13 и 14, генератор 15 импульсов, шипу 16 «Закрыть, иину 17 «Открыть, 1пину 18 «Стоп, элементы ИЛИ 19--24, элемент И 25, элементы И 26-28, счетный триггер 29, распределитель 30 импульсов, шину 31 «Сброс, элементы И 32-34, блок 35 деи1ифра- ции, элемент ИЛИ 36, световой индикатор 37 положения и информационные шины 38 и 39 «Неисправность и «Избирательное у 1равление соответственно.

Распределитель 30 импульсов выполнен на триггерах 40 и 41 и элементах И 42-44.

Блок 35 дешифрации состоит из конденсатора 45, транзисторов 46 и 47, элемента НЕ 48, элемента И 49, резисторов 50-55, диодов 56 и 57, шин 58 и 59 ни- тания и реле 60 с переключающим контактом 61.

На информационные линии 38 и 39 могут быть поданы сигналы от контактных датчиков 62 и 63.

Устройство работает следующим образом.

Исходное состояние элементов устройства зависит от исходного положения исполнительного механизма, а также от ранее подававшихся команд. Например, если подавались команды «Закрыть или «Открыть, то триггер 14 со своего прямого выхода выдает сигнал логической единицы, и наоборот - сигнал логического нуля, если ранее подавалась коман.аа «Стоп. Элемент ИЛИ-НЕ 12 выдает сигнал логической единицы, если исполнительный механизм не находится в одном из крайних положений.

0

0

5

0

0

5

0

Принимаем за первое начальное исходное Г1оложение такое положение, при котором полностью закрытый исполнительный механизм находится в исправном состоянии и не избран к управлению. В этом случае датчик 1 положения «Закрыто, выдавая сигнал логической единицы, через элемент ИЛИ 6 вызывает ровное свечение светового индикатора 3 положения «Закрыто. Световые индикаторы 4 и 5 положения «Открыто не светятся, так как датчик 2 положения «Открыто и элемент ИЛИ-НЕ 12 выдают сигналы логического пуля. Индикатор 37 положения также находится в выключенном состоянии, поскольку.сигналы на .информационных шинах 38 и 39 отсутствуют.

Случайные команды «Закрыть, «Стоп и «Сброс не вызывают ни изменения положения исполнительного механизма, ни свечения световых индикаторов 3, 4, 5 и 37 положения.

Если по какой-либо причине в первом начальном исходном положении исполнительный механизм оказался в неисправном состоянии, о чем свидетельствует наличие сигнала логической единицы на информационной шине 39 «Неисправность, а следовательно, и на втором выходе блока 35 дешифрации, то световой индикатор 37 положения будет светиться ровным светом, сигнализируя о том, что данный исполнительный механизм управлению пе подлежит.

За второе исходное положение принимаем такое положение, при котором исполнительный механизм полностью закрыт, находится в исправном состоянии и избран к управлению. Нри этом световой индикатор 3 положения «Закрыто светится ровны.м светом, световые индикаторы 4 и 5 положения «Открыто выключены, а световой индикатор 37 ноложения светится мигающим све 1 ом, поскольку по информационной шине 39 «Избирательное управление в устройство поступает сигнал логической единицы, который на первом выходе блока 35 дешифрации формирует дискретно-изменяющийся сигнал с частотой генератора 15 импульсов, который поступает на световой индикатор 37 положения, а на третьем выходе - сигнал логической единицы, который подготавливает к работе элементы И 32-34.

Мигающее свечение светового индикатора 37 положения свидетельствует о том, что данный исполнительный механизм им избран к управлению и можно приступать к подаче команды на открытие.

При подаче команды «Открыть по шине 17 «Открыть триггер 13 переключается в инверсное состояние, а триггеры 14 и 29 - в прямое. Одновременно по цепям управления (эти цепи «Открыть, «Закрыть и «Стоп на фиг. 1 не показаны) подается команда «Открыть на привод исполнитель

13 3

ного механизма. Если исполнительный механизм начинает выполнять эту команду, то, как только датчик 1 положения «Закрыто выдаст сигнал логического нуля, световой индикатор 3 положения «Закрыто вы- ключается, а световые индикаторы 4 и 5 положения «Открыто све1ятся мигающим светом, поскольку на вход элемента И 11 поступают потенциальные длительные сигналы логической единицы от элемента ИЛИ- НЕ 12 и триггеров 13 и 14 и импуль: сы от генератора 15 импульсов. Мигающее свечение световых индикаторов 4 и 5 положения «Открыто свидетельствует о переходном процессе (движении) исполнительного механизма в сторону его открытия.

Как только исполнительный механизм полностью откроется, на выходе датчика 2 положения «Открыто появится сигнал логической единицы, который через элемент ИЛИ 19 переключит триггер 29 в такое состояние, при котором на его инверсном выходе образуется сигнал логической единицы, разрешающий прохождение через элементы И 27 и 28 импульсов от распределителя 30 импульсов на элементы ИЛИ 23 и 24. При этом световые индикаторы 4 и 5 положения «Открыто переводятся в режим «бегущего света, что свидетельствует о полном открытии исполнительного механизма и движении в нем материального или энергетического потока.

«Бегущий свет на световых индикато- pax 4 и 5 положения «Открыто в данном случае достигается за счет выполнения следующей последовательности свечения: в первый момент светится только световой индикатор 4 положения, затем светятся све- toBbie индикаторы 4 и 5 положения, затем светится только световой индикатор 5 положения и световые индикаторы 4 и 5 положения выключены. В том случае, когда наличие «бегущего света может существовать длительное время и, естественно, превращается в раздражающий фактор, на щину 31 «Сброс подается управляющий сигнал, который переводит триггер 29 в прямое состояние, при котором передача импульсов от распределителя 30 импульсов на элементы ИЛИ 23 и 24 прекращается, а с выхода элемента И 26 начинает поступать длительный потенциальный сигнал логической единицы, который вызывает ровное свечение световых индикаторов 4 и 5 положения.

Если до окончания полного открытия исполнительного механизма по щине .18 «Стоп будет подана команда «Стоп, то исполнительный механизм остановится, а триггеры 14 и 29 переключатся в инверсное состояние. Переключение триггера 29 разрещает передачу импульсов с распре- делителя 30 через элементы И 27 и 28 на световые индикаторы 4 и 5 положения, обеспечивая имитацию «бегущего света.

5

5

0

о

5

5

0

5

0

После нодачи квитирующего сигнала по тине 31 «Сброс триггер 29 возвращается в прямое состояние, выдавая сигнал логического нуля на элементы И .27 и 28 и сигнал логической единицы на вход элемента ИЛИ 23, в результате чего световой индикатор 4 положения отключается, а световой индикатор 5 положения светится ровным светом. «Половинное свечение мнемо- знака качественно сигнализирует о )межу- точном полуоткрытом статическом состоянии исполнительного механизма.

В случае подачи по тине 16 «Закрыть команды «Закрыть триггеры 13 и 14 из инверсного переходят в прямое состоя1П1е, в результате чего световые индикаторы 4 и 5 положения выключаются, а световой индикатор 3 положения светится мигающим светом, что свидетельствует о перемещении исполнительного механизма в сторону закрытия. Если исполнительный механизм дойдет до своего конечного положения «Закрыто, то мигающий световой индикатор 3 положения перейдет на ровное свечение, сигнализируя о конечном закрытом состоянии исполнительного механизма. Если же во время движения нснолнительного механизма в сторону его закрытия по какой-либо причине по шине 18 «Стоп будет подана команда «Стоп, то световой индикатор 3 положения выключится а световые индикаторы 4 и 5 положения будут светиться «бегущим светом, информируя о прекращении переходного процесса в сторону закрытия и начале установившейся работы исполнительного механизма в полуоткрытом состоянии. Пос. 1е квитаций «бегущего света путем подачи сигнала по щине 31 «Сброс буде светиться ровным светом только световой индикатор 5 положения, сигнализируя о полуо1крытом состоянии исполнительного механизма.

Если во время движения из положения «Закрыто в положение «Открыто или наоборот в исполнительно.м механизме возникнет неисправность (например,заклинивание) то по информационной щине 39 поступает сигнал логической единицы, который переводит мигающее свечение светового индикатора 37 положения в ровное. Ровное свечение светового индикатора 37 положения совместно с мигающим свечением светового индикатора 3 положения или световых индикаторов 4 и 5 положения сви- депельствует о возникшей неисправности и направлении движения при котором она произошла.

Формула изобретения

1. Устройство для сигнализации состояния исполнительного механизма, содержащее два датчика положения, первый из которых соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и первого элемента

ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к первым входам первого, второго и третьего элементов И, выход первого элемента И соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому световому индикатору положения, второй датчик положения соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ и первым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к первым входам пятого и шестого элементов ИЛИ, выходы которгых соединены соответственно с вторым и третьим световыми индикаторами положения, второй вход третьего элемента ИЛИ объединен с первыми входами седьмого и восьмого элементов ИЛИ выход седьмого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого триггера, первый выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выход второго элемента И соединен с вторыми входами 1ЯТОГО и шестого элементов ИЛИ, второй вход восьмого элемента ИЛИ подключен к второму входу седьмого элемента ИЛИ и второму входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, первый выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго триггера, второй выход которого подключен к третьему входу второго элемента И, второй вход четвертого элемента ИЛИ подключен к второму входу первого триггера, второй выход которого соединен с вто- :рым входом третьего элемента И, выход ко- I oporo подключен к выходу пятого элемента И и третьему входу шестого элемента ИЛИ, шину «Сброс, которая соединена с третьим входом восьмого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу третьего триггера, первый выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И и вторым входом четвертого элемента И, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к второму входу третьего триггера, второй выход которого соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, генератор импульсов, выход которого подключен к четвертым входам первого и второго элементов И и входу распределителя импульсов, первый выход которого соединен с первым входом девятого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу пятого элемента И, второй выход распределителя импульсов соединен с вторым входом девятого элемента ИЛИ и первым входом десятого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу шестого элемента И, выход которого соединен с третьим входом пятого элемента ИЛИ, третий выход распределителя импульсов подключен к второму входу десятого элемента ИЛИ, шины «Закрыть, «Открыть и «Стоп,

отличающееся тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены седьмой, восьмой и девятый элементы И, блок дешифрации, две информационные шины, одиннадцатый элемент ИЛИ и четвер- 5 тый световой индикатор положения, шина «Закрыть соединена с первым входом седьмого элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, шина «Открыть соединена с первым

0 входом восьмого элемента И, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, шина «Стоп соединена с первым входом девятого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого триггера, первая и вторая инфор5 мационные шины подключены соответственно к первому и второму входам блока дешифрации, первый и второй выходы которого соединены с входами одиннадцатого элемента ИЛИ, выход которого подключен

Q к четвертому световому индикатору положения, выход генератора импульсов соединен с третьим входом блока дешифрации, третий выход которого соединен с вторыми входами седьмого, восьмого и девятого элементов И.

5 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что распределитель импульсов выполнен из двух триггеров и трех элементов И, вход первого триггера является входом распределителя, первый выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, первым входом второго элемента И и входом второго триггера, первый выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход которого является первым выходом распределителя, второй выход первого триггера подключен к перво му входу третьего элемента И, выход которого является вторым выходом распределителя, второй выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И и второму входу второго элемента

0 И, выход которого является третьим выходом распределителя.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок дешифрации выполнен из двух транзисторов, шести резисторов, двух диодов, реле с переключаюшим контактом, элемента НЕ, элемента И, конденсатора и шин питания, первый вывод переключаюше- го контакта pe;ie является первым входом блока, второй вывод переключающего контакта реле соединен с первым выводом первого резистора и катодом первого диода, анод которого подключен к первому выводу второго резистора и аноду второго диода, катод которого соединен с первым выводом третьего резистора и базой первого тран- с зистора, коллектор которого подключен к первому выводу четвертого резистора и входу элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого является первым выходом блока, вто0

5

0

рои вывод первого резистора подключен к первому выводу конденсатора, первому выводу пятого резистора и базе второго транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером первого транзистора, первой шиной питания, вторым выводом конденсатора и вторыми выводами третьего и пятого резисторов, коллектор второго транзистора является вторым выходом блока и через

шестой резистор подключен к второй шине питания, вторым выводам второго и четвертого резисторов, третьему выводу перек. 1ю- чаюшего контакта реле и первому выводу обмотки реле, второй вывод которой является вторым входом блока, второй вход элемента И является третьим входом 6.;io- ка, выход элемента НЕ является выходом блока.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов, предназначено для применения в качестве средства отображения информации на мнемосхемах о конечных положениях и перемещении запорно-регулирующих и им подобных исполнительных механизмов, обладающих органами контроля конечных состояний, и может быть использовано в локальных и централизованных системах контроля и управления в газовой, химической, энергетической и других отраслях промышленности в :ех случаях, где для сигнализации положения исполнительного механизма достаточна не количественная, а лишь качественная характеристика состояния. Целью изобретения является повышение информативности устройства, которая достигается тем, что в устройство, содержащее два датчика конечного положения, три световых индикатора положения, шесть э.-дементов И, девять элементов ИЛИ, элемен НЕ, генератор импульсов, распределителыимпульсов, три триггера, каналы «Стоп, «Закрыто, «Открыто, введены четвертый с зетовой индикатор положения, седьмой, восьмой и девятый элементы И, одиннадцатый элемент ИЛИ две информационные, шины и блок дешифрации, который выполнен из двух транзисторов, шести резисторов, двух диодов, конг.енсатора, элемента НЕ, элемента И и реле с переключающим контактом, что позволяет по состоянию световых индикаторов положения получить информацию о неис- правносли исполнительного механизма в статическом состоянии, о неисправности исполнительного механизма при выполнении команд «Закрыто или «Открыто о избира- нии исполнительного механизма к управлению. 2 3. п. ф-лы, 3 ил. (Л со 00 00 со to сд

38

фие. 7