Устройство опроса объектов измерения и сигнализации Советский патент 1990 года по МПК G08C19/16 

Изобретение касается передачи информации в автоматизированных системах управления технологическими процессами промышленных предприятий, а также в тепличных комбинатах.

Целью изобретения является повышение надежности устройства и информационной гибкости.

На фиг. I представлена принципиальная схема устройства} на фиг. 2 - то же, исполнительного блока} на фиг. 3 и 4 - то же, элементов запуска первой и второй групп соответственно , на фиг. 5 - то же, пункт управления .

Устройство состоит из одного пункта 1 управления и испытательных блоков, которые изображены (фиг.1) вместе со своими контактами в цепях устройства и диодами (если они есть)

прямоугольниками в виде отдельных блоков 2-22, из которых шесть 17-22 являются элементами запуска три - первой группы (17-193, и три - второй группы (20-21), общей шины 23, шин 24-26 движения, шин 27, 28 вызова, шины 29 сигнализации, шины 30, 31 между смежными блоками.

Исполнительные блоки разбиты на пять групп, в каждой из которых стоит элемент запуска.

В первую группу входят элемент J7 запуска и исполнительные блоки 2-7, во вторую - элемент 18 запуска и исполнительные блоки 8-9, в третью - элемент 19 зяпуска и исполнительные блоки 10-12, в четвертую - элемент 20 запуска и исполнительные блоки 13, 14, в пятую - элемент 21,

СП

СО

оэ

Јь

о

22 запуска и исполнительные блоки I), 16,

Одним исполнительным блоком, в том числе и элементом запуска, оп- пряшивлются один объект измерения и один объект сигнализации.

Исполнительный блок (фиг.2) состоит только из реле 32, которое первым выводом обмотки присоединено к первому выводу блока 33, вторым - к выводам ЗА, 35, а через свои контакты 36 - к выводу 37, к которому присоединены также первые выводы контактов 38, 39, вторые выводы которых соответственно присоединены к выводам 40 и 41.

Элемент тапусил первой группы (фиг.З) состоит из реле 42, которое первым выводом обмотки соединено с выходом 43, вторым через диод 44 - с выводом 45, через диод 46 - с выводами 47, 48, через контакт 50 - с выводом 49, с которым соединены также контакты 51, 52, которые вторым выводом подключены к выводам 53,54 соответственно. Второй вывод обмотки соединен через контакт 55 с выводом 56.

Элемент запуска второй группы (фиг.4) состоит из двух диодов и реле 57, которое первым выводом обмотки соединено с выводом 58, через свой контакт 59 - с выводом 60, вторым выводом обмотки через диод 61 - с выводом 62, через диод 63 - с выводами 64, 65 через контакт 67 - с выводом 66 с которым соединены также контакты 68, 69, вторые выводы которых подключены к выводам 70 и 71 соответственно.

Пункт 1 управления включает в себя ключ 72 включения и кнопку 73 сброса, генератор 74 импульсов, пересчетную схему на двух триггерах 75, 76, диодную матрицу 77, ключ переключения с контактами 78, 79, тактовые шины 80-82, ключевые элементы с задержкой 83-85, шины 86-88 движения, кнопки 89-94 вызова, диоды 95-100, формирователи 101, 102 сигналов, усилители 103, 104, первую шипу 105 вызова, вторую шину 106 вызова, шину 107 сигнализации, элементы И 108, 109, контакты ПО, 111 ключа непрерывной работы, инвертор 112, инвертор ИЗ, элементы И 114- 119 группы, фотоДиоДы 120-125 с огрничительными резисторами 126-131.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

В зависимости от того, какой элемент запуска будет запущен и в каком порядке на шины 24-26 движения с пункта 1 управления будут подаваться импульсы движения, может быть произведен опрос всех объектов или только части из них в прямом или обратном направлении. Опрос объектов может быть прерван в любой момент при помощи кнопки 73 сброса.

Элементы запуска одновременно являются и реле соответствующих объектов. Каждое из реле имеет три замыкающих контакта, используемых для переключения обмоток смежных с ним реле. Первые из контактов (38, 51,

68)служат для включения обмотки предыдущего реле, вторые (39, 52,

69)- для включения обмотки последующего реле, третьи (36, 50, 67) - для самоблокировки, контакты 53,59 служат для сигнализации.

Устройство работает следующим образом .

При замыкании контактов ключа 72 включения (фиг.5) питание поступает на генератор импульсов движения (тактовых) , который начинает выдавать импульсы на пересчетную схему из двух триггеров, а с нее через диодную матрицу 77 на контакты ключей 78, 79 переключения. Если переключатель стоит в первом положении, то импульсы на шины 86-88 движения передаются в прямом порядке: на первую 86, вторую 87, третью 88 и т.д. Когда переключатель находится во втором положении, то импульсы на шины движения передаются в обратном порядке: на третью, вторую, первую и т.д. Затем нажимают одну из кнопок 89-94.

Пусть необходимо опросить объекты в прямом направлении, начиная с третьей группы. Нажимают кнопку 91. Когда отрицательный потенциал появляется на шине 82, он поступает через кнопку 91 на формирователь 101 сигнала, а с него в виде сигнала пуска через усилитель 103 - на шину 105 вызова, далее на шину 27 вызова липки связи (фиг.1) . Затем с нее подается на элемент 19, где через диод 44 (фиг.З) поступает на второй вывод обмотки реле 42, на первый вывод которой по шине 26 движения (фиг.1) подается положительный потенциал. Реле 42 блока 19 срабатывает (фиг.З) и становится на самоблокировку через кон5153

такты 50. Замыкаются также его контакты 51, 52 в цепи обмоток (фиг.1) смежных с ним реле блоков 9 и 10 и контакт 55 в цепи сигнализации.Первые два контакта подготавливают эти реле к срабатыванию, подавая на вторые выводы их обмоток отрицательный потенциал, а через третий контакт выдается отрицательный потенциал на шину 29 сигнализации, который с нее поступает на шину 107 пункта управления (фиг.53 далее на первый вход элемента И 116, на второй вход которого подается также отрицательный потенциал г шины 82. Он открывается и выдает ток отрицательной полярности на фотодиод 122, который в результате этого начинает светиться, сигнализируя о том, что третий элемент запуска сработал и первый объект третьей группы опрашивается. На следующем такте срабатывает в блоке 10 реле второго объекта третьей группы (фиг.I), так как на первый вывод обмотки реле 32 (фиг.2) по шине 24 движения поступает положительный потенциал, а на второй вывод этой же обмотки отрицательный потенциал начал поступать еще на предыдущем такте при срабатывании реле 42. Оно срабатывает, становится на самоблокировку через свои контакты 36, одновременно замыкая свои контакты 38 и 39 в цепях обмоток смежных с ним блоков реле, подготавливая их к срабатыванию. Подача положительного потенциала на шину 26 прекращается, в результате .чего третий элемент запуска возвращается в исходное состояние. Прекращается сигнализация. Начинается опрос второго объекта третьей группы. Аналогичным образом производится опрос всех объектов третьей группы. Если необходимо производить опрос объектов следующей (или следующих) труп пы, то кнопку 73 сброса после опроса последнего объекта третьей группы не нажимают. На следующем такте положительный потенциал поступает с пункта 1 управления на первую шину 24 дви- жения (фиг.1), а с нее - на блок 20, на первый вывод обмотки реле 57 (фиг.4), на второй вывод которой отрицательный потенциал через диод 63 поступил еще на предыдущем такте. Оно срабатывает и через свои контакты 67 становится на самоблокировку, одновременно замыкая снои контакты 68 и 69 в цепи смежных г ним блоков 1

Q $ 0 5 0 Q с Q

5

5

96

и 13 и контакты 59 в цепи сигнализации. В результате замыкания последних положительный потенциал по шине 29 сигнализации подается на пункт 1 управления (фиг.1), где по шине 107 (фиг.5) через инвертор 113 подается на первый вход элемента И 117.Он открывается, так как на второй его вход поступает отрицательный потенциал с шины 80. В результате этого начинает светиться фотодиод 123. Прекращается подача положительного потенциала на шину 26, в результате чего последнее реле третьей группы в блоке 12 возвращается в исходное состояние. Начинается опрос первого объекта четвертой группы.

На следующем такте срабатывает реле второго объекта четвертой группы в блоке 13, так как на первый вывод его обмотки 32 (фиг.2) поступает положительный потенциал с шины 25 движения, а на второй вывод этой же обмотки отрицательный потенциал начал поступать еще на предыдущем такте при срабатывании четвертого элемента запуска. Он становится на самоблокировку через свои контакты 36, одновременно замыкая свои контакты 38 и 39 в цепях обмоток смежных с ним блоков реле, подготавливая их к срабатыванию. Подача положительного потенциала на шину 24 прекращается, в результате чего реле в элементе 20 возвращается в исходное состояние. Прекращается подача сигнала о включении четвертого элемента запуска. Начинается опрос второго реле четвертой группы. Аналогичным образом производится опрос остальных реле.

При обратном (реверсивном) опросе объектов ставят переключатель во второе положение (фиг.5). При опросе объектов, начиная с последнего (блок 22), нажимают кнопку 94 вызова. При появлении отрицательного потенциала на шине 82 он через кнопку 94 и диод 100 подается в формирователь 102, где преобразуется в импульс пуска, далее через усилитель 104 по шине 106 подается на шину 28 линии связи (фиг.1). с нее он подается в элемент 22, где через диод 61 (фиг.4) поступает на второй вывод обмотки 57, на первый вывод которой положительный потенциал подается с шины 26 движения. Оно ераба1ыт iirr и через диод 63 и свои кон- т.ч ты f 7 становится па самоблокировку, одновременно замыкает свои контакты 68 в цепи обмотки смежного с ним исполнительного блока и контакты 59 в цепи сигнализации, через поел дние положительный потенциал поступает на шину 29 сигнализации (фиг.1), с нее на шину 107 пункта управления (фиг.53, на инвертор 113, а с него на первый вход элемента И 119. На второй его вход подается отрицательный потенциал с шины 82. Он открывается, фотодиод 125 начинает светиться, сигнализируя о том, что последний элемен запуска сработал и начинается опрос последнего объекта уст ройсiна,

На следующем такте срабатывает реле последнего блока реле 16, потому что подается положительный потенциал с шины 25 на первый вывод обмотки реле 32 блока 16, а отрицательный потенциал на второй вывод ег обмотки был подан на предыдущем такте . Оно замыкает свои контакты 38, 39 в цепях обмоток реле смежных блоков. Подача положительного потенциала на шину 26 прекращается, подача сигнала о положении последнего элемента запуска прекращается и его реле возвращается в исходное состояние. Происходит опрос предпоследнего объекта.

Далее опрос реле происходит аналогичным образом.

Если в обратном направлении необходимо опросить только часть объектов и не с последнего, то опрос начинают с элемента запуска предыдущей группы, а не стой группы, в которой он (они) расположены. Пусть необходимо осуществить опрос в обратном направлении, начиная с третьей группы. Переключатель направления с контактами 78, 79 устанавливают во второе положение и нажимают кнопку 9 (фиг.5), так как при обратном опросе он начинается с элемента 30 пуска последующей группы, т.е. в данном случае с четвертого элемента 20. При появлении на шине 80 отрицательного потенциала он через кнопку 92, диод 93 подается на формирователь 102, где из него формируется пусковой импульс, который усиливается усилителем 104 и выдается по шинам 106, 28 на вход 62 блока 20. С него он через

5

0

5

0

5

0

5

0

5

диод 61 попадает на вторую обмотку четвертого реле 57. Оно орабатыуарт так как на первый вывод его обмотки через вход 58 с шины 24 подается положительный потенциал, и становится на самоблокировку через диод 63 и свои контакты 58. Одновременно оно замыкает свои контакты 68 и 69 в цепи обмоток смежных с ним реле , подготавливая их к срабатыванию, и контакты 59 в цепи сигнализации. Положительный потенциал через эти контакты подается на шину 29 сигнализации, а с нее на пункт управления, где поступает по шине 107 на инвертор 113, а с него на первый вход элемент И 117, на второй вход которого подается отрицательный потенциал с шины 80. Она открывается и фотодиод 123 светится, сигнализируя о вызове четвертого элемента запуска. Производится опрос вызванного объекта, который опрашивается при помощи четвертого элемента запуска (первого объекта четвертой группы,)На следующем такте срабатывает реле последнего исполнительного блока 12, потому что на шине 26 движения появляется положительный потенциал, а с нее он поступает через вход 33 на первый вывод обмотки 32 (на второй ее вывод отрицательный потенциал поступил ее с предыдущего такта). Оно срабатывает и становится па самоблокировку через спои контакты 36. Затем исчезает положительный потенциал на шине дпиже- пня, в результате чего рел в элементе 20 возвращается в исходное состояние. Начинается опрос объекта четвертой группы. Аналогичным образом производится опрос остальных объектов третьей группы. Если еобхо- днмо опросить только объекты третьей группы, то после опроса первого блока третьей группы (блока начин мощего реле 19) нажимают кнопку 73 сброса, Если этого не сделать, то опрос будет продолжаться до ее нажатия, но не дальше первого элемента 17 первой группы. Затем, если контакты ключей непрерывной работы 110 и 111 были разомкнуты, устройство прекратит опрос объектов.

i

При непрерывной работе устройства замыкаются контакт 110 ключа непрерывной работы при прямом и контакт

I I I ключ,- непрерывной работы при об- panfM опросе (реверсе) .

При непрерывном прямом опросе за- Mi, кается контакт ключа непрерывной ;, . При опросе последнего объект и наличии сигнала (положительного) потенциала с элемента 22 по шине 07 H.I перпый вход элемента И 108 поступает положительный по , на вто рой его вход с -ретьей шины движения т , подается положительный потен- ii.i in, он срабатывает и выдает сигнал ., i p;in n ельной полярности через контакт МО, усилитель 103 по шинам 105 27 ня вход 45 элемента 17. При появлении положительного потенциала на шине 24 реле элемента 17 срабатывает и становится на самоблокировку че рез диод 46 и свои контакты 50. Затем напряжение на шине 26 исчезает, реле элемента 22 возвращается в исходное состояние и начин IPTCH опрос первого объекта. Далее работа уст- ройстьа идет : ак же, каг при прямом опросе, начиная с элемента 17. При непрерывном обратном опросе замыкается контакт 111 ключа непрерывной работы. При опросе первого объекта и наличии сигнала (отрицательього по- тенциала) с элемента 17 на шинах 29, 107 на первый вход элемента И 09 поступает отрицательный потен-

пиал с пины j и/

на второй его вход

с первой шины движения через инвертор 112 подается также отрицательный потенциал. Он открывается и выдает сигнал отрицательной полярности через контакты 111, усилитель 104, по шинам 106, 28 на вход 62 последнего элемента 22. При появлении положительного потенциала на шине 26 реле элемента 22 через диоды срабатывает и становится на самоблокировку через диод 63 и своп контакты 67. Затем напряжение на шиче 24 исчезает, элемент 17 возвращается в исходное состояние и начинается опрос последнего объекта 22. Далее работа устройства идет так же как при обратном огросе, начиная с последнего элемента 2/.

Использование устройства дает возможность нач;гн опрос объектов с любого элемента запуска, а не только г первого и последнего. Возможен опрос только одной группы и.1 ги части ее или одного объекта, вызываемого элементом запуска. 1 ричем опрос в

g 5 Q

0

5

0

5

0

5

группе может производиться как в прямом, так и в обратном направлении. При отказе двух и более реле воз- ( можен опрос всех объектов, реле которых не отказали, при условии, что между отказавшими реле имеется хотя бы один элемент запуска, что резко повышает помехоустойчивость устройства .

Формула изобретения

Устройство опроса объектов измерения и сигнализации, содержащее на пункте управления кнопки вызова, элементы задержки, группы элементов И, выходы которых через соответствующие последовательно подключенные фотодиоды и ограничительные резисторы объединены и соединены с одной клеммой источника питания, генератор импульсов, вход которого через первый ключ соединен с другой клеммой источника питания, выход - с первым входом первого триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам диодной матрицы, инверсный выход первого триггера подключен к первому входу второго триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с вторыми входами диодной матрицы, первые входы элементов If первой группы подключены к выходу первого инвертора, вход которого соединен с шиной сигнализации, кнопку Сброс, один вывод которой соединен с общей гаиной, элементы И, второй инвертор, группы исполнительных блоков, в каждом из которых к соответствующей шине движения подключен первый вывод обмотки реле, второй .вьшод которой через первый замыкающий контакт подключен к общей шине, первые выводы замыкающих контактов реле объединены и подключены к общей шине, второй вьшод замыкающего контакта реле соединен с вторым выводом обмотки реле каждого исполнительного блока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и информационной гибкости, в него введены первая и вторая группы элементов запроса, выполненные на реле и диодах, на пункте управления введены формирователи сигналов, второй и третий ключи первая и вторая группы развязывающих диодов, усилители и переключатель, первые выводы кнопок

вызова соединены с соответствующей тлктопой тиной, входами соответствующих ключевых элементов с задержкой .вторыми входами элементов И первой группы и первыми входами элементов И второй группы, вторые выводы кнопок вызова через соответствующие развязывающие диоды первой и второй групп объединены и подключены к входам соотве ственно первого и второго формирователей импульсов, выходы которых подключены к неподвижным контактам соответственно второго и третьего ключей и через соответствующие усили- телп соединены соответственно с первой и второй шинами вызова, соединенными через первый диод с первым выводом обмотки реле и каждом элементе запуска первой и второй групп, ne вые входы первого и второго элементов И пункта управления объединены с вторыми входами элементов И второй группы и соединены с шиной сигнализации, которая подключена замыкающий контакт к первому шгооду обмотки реле каждого элемента запуска первой группы и к второму пыводу обмотки реле каждого элемента спуска второй группы, второй вывод кнопки Сброс1 пункта управления соединен с выводом неподвижного контакта первого ключа, выходы первого и второго элементов И подключены к подвижным контактам соотнетст второго и третього кл счой, второй, третий и четвертый выходы диодной м;мрипы со

Q

5

0

5

ответственно подключены к первому и второму выводам подвижных контактов переключателя, к входу первого ключевого элемента с задержкой первые выводы неподвижных контактов переключателя объединены и подключены к входу второго ключевого элемента с задержкой, вторые объединены и подключены к входу третьего ключевого элемента с задержкой, в каждом исполнительном блоке группы вторые выводы второго замыкающего контакта реле и обмотки реле подключены к вторым выводам соответственно обмотки реле и третьего замыкающего контакта каждого последующего исполнительного блока группы, кроме последнего, в каждом элементе запуска первой и второй групп первый вывод обмотки реле через последовательно соединенные второй диод и первый замыкающий контакт подключен к общей шине, первые выводы замыкающих контактов реле объединены, второй вывод второго и первого замыкающих контактов реле соединены соответственно с вторыми выводами первого и второго замыкающих элементов реле первого исполнительного блока соответствующей группы, вторые выводы второго замыкающего контакта и обмотки реле последнего исполнительного блока каждой группы соединены с вторыми выводами первого и третьего замыкающих контактов элемента запуска последующей группы, кроме первого .

Изобретение относится к автоматике и передаче информации в АСУ ТП промышленных предприятий. Целью изобретения является повышение надежности шин и информационной гибкости. Устройство содержит пункт управления, соединенный с исполнительными блоками общей шиной, шинами вызова, сигнализации и движения. Исполнительные блоки разбиты на группы, в начале каждой из которых введен элемент запуска, позволяющий производить опрос каждой группы без предварительного опроса предшествующих блоков, а при отказе двух элементов - опросить объекты между ними, если среди них есть хотя бы один объект с элементом запуска. 5 ил.

Ifi™. 7

BEL-:-;

24

ДИ.И11

глф

г 9, 8$

ГГ

j/rfS

S9& ILfy

/

ЈЪЛФ

Јl

$9

2S

zt

dtk. ЈS&

MS

M

ZS/ OS/

.U

/v

M

6S/

Ј9М

OL W

7

7

61V9E5