Реле времени Советский патент 1990 года по МПК G04G3/02 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для коммутации электрических цепей с определенными, предварительно установленными выдержками времени; как в системах промышленной автоматики, так и в быту, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. № 1190358.

Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения работы в различных диапазонах и периодической работы.

На фиг.1 представлен структурная схема реле времени; на фиг.2 - вариант схемной реализации генератора импульсов; на фиг.З - схема реализации шифратора; на фиг.4 - вариант схемной реализации блока дифференцирования; на фиг.б и 6 - временная диаграмма работы реле, на которой по оси ординат нанесены цифровые обозначения выходов блоков и буквенные обозначе- ния входов D-триггера и функций, выполняемых реле.

Реле времени содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов и делитель 2 частоты, счетчик 3 минут, счетчик 4 часов, выполненный вычитающим, шифратор 5, блок 5 питания, блок 7 дифференцирования, блок 8 размерности, усилитель 9 мощности и реле 10.

Генератор 1 может быть построен (фиг.2) на последовательно соединенных инверторах 11, 12 и делителе 13 частоты и мультиплексоре 14, резрсторе 15. включенном последовательно с резистором 16 между выходом инвертора 12 и вхадом инвертора 11. По первому входу 18 сигналом лог.1 производится установка генератора -в исходное (нулевое) состояние, а сигналом лог.О - разрешается его работа, при этом на выходе 19 генератора формируются прямоугольные импульсы с периодом повторения 1 с (при сигнале лог.1 на втором 20 входе генератора) или 1 мин (при сигнале лог.О на втором 20 входе генератора).

Шифратор 5 (фиг.З) состоит из блока 21 задания времени, переключателями которого в параллельном двоичном коде 1 -2-4-8 производится задание временных установок, последовательно соединенных инвертора 22 VT элемент 23 И, одновибратора 24, которым в простейшем случае может быть конденсатор, коммутатора 25. содержаще О

СП

ч

00

о

кэ

первый 26 и второй 27 переключатели задания функций, а также первый 28 и второй 29 резисторы, блок 30 пуска и D-триггер 31. Первые 32 входы шифратора соединены с переключателями заданий времени младшей декады, а первые 33 выходы - с переключателями задания времени старшей декады блока 21. Вторым 34 входом шифратора является вход инвертора 22. Второй 35 и третий 36 выходы шифратора соединены с выходами D-триггера 31 и коммутатора 25 соответственно. Все переключатели шифратора 5 одно- или двухполюсные, двухпо- зициоиные, с независимой фиксацией, изображение переключателей на фиг.З соответствует отжатому состоянию кнопок.

Блок 7 дифференцированная может быть построен на последовательно соединенны переключателе 37, инверторе 38, конденсаторе 39 и резисторе 40, так как это показано на фиг,4. Вход 41 блока 7 соединен с пере ключателем 37, первый выход 42 - с точкой соединения переключателя 37 и инвергора 38, а второй выход 43 с точкой соединения конденсатора 39 и резистора 40.

В качестве блока 8 размерности может служить -однополюсный двухпозиционный переключатель, обеспечивающий формирование выходного с шнала лог.О при отжатой кнопке и ЛОГ.1 при нажатой кнопке переключателя.

Реле времени работает следующим образом.

До включения реле времени в работу производится задание функции и соответствующих ей временных уставок. Задание функций производится блоком 25 коммутатора шифратора 5, в зависимости от поло- хчения переключателей 26 и 27 этого блока реле времени может выполнять следующие функции:

Qi - еьщержка времени на включение (отключение), эта функция выполняется при отжатых кнопках переключателей 26 и 27 (см, фиг.З);

Qa - через время, заданное переключателями старшей декады блока 21, реле включается, а отключается через время, заданное переключателями младшей декады блока 21, функция задается нажатием кнопки переключателя 26;

Оз - периодическое повторение функции Q2, функция задается нажатием обоих кнопок переключателей 26 и 27;

Q4 - периодическое повторение отключенного (пауза) и включенного (импульс) состояний реле, по длительности разных между собой и заданных кнопками переключателей младшей и/или старшей декады блока 21, функция задается нажатием кнопки переключателя 27.

Задание временных уставок перечисленных функций производится путем нажатия соответствующих кнопок блока 21 шифратора 5, величины уставок при этом определяются суммой численных значений нажатых кнопок. Например, при нажатых кнопках со значениями: 1, старшей декадыи 16, 32 младшей декады реле должно работать следующим образом. При выполнении функции:

QI - включится (отключится) через время 1 ч 48 мин;

Q2 - через 1 ч реле включится, а отключится через 48 мин;

Оз периодическое повторение функции Qi, с длительностью паузы - 1 ч, импульса - 48 мин;

Q4 - периодическое включение и отклю чение реле через равные промежутки времени - 1 ч 48 мин,

Задание временных уставок производится с учетом состояния переключателя

размерности набираемого вpe vleни блока 8, если кнопка переключателя отжата, размерность будет часы и минуты, если нажата, то размерность часы и минуты превращается в минуты и секунды. Работа реле в дальнейшем рассматривается при размерности часы и минуты и нажатых кнопках блока 21 со значениями 1 ч, 16 мин и 32 мин.

При включении блока 6 питания (момент t на фиг.5, 6) на первом 42 и втором 43 выходах блока 7 дифференцирования выставляется сигналы ЛОГ.1 и О соответственно, при этом:

-генератор 1 импульсов и делитель 2 частоты установятся в исходное (нулевое)

состояние на их выходах сформируются сиг- налы лог.О,

-работа счетчика 4 часов запрещена сигналом ЛОГ.1, поступающим на его R-вход,

а выходной сигнал равен лог.1, независимо от уровня сигналов на остальных его входах,

-работа счетчика 3 минуты запрещена сигналом ЛОГ.1, поступающим на его R-вход с выхода счетчика 4, все выходные сигналы

счетчика 3 равным лог.О,

-сигналы на первых входах элемента 23 И, соединенных с кнопками 16 и 32 блока 21, а также на втором его входе, соединенном с выходом инвертора 22 равны

лог.О, вследствие чего выходной сигнал эле манта 23 И такхо равен лог,2, D-триггер 31 установлен в исходное (нулевое) состояние сигналом ЛОГ.1, поступающим на его R-вход с выхода блока 30 пуска, независимо отуровня сигналов на остальных его входах.

сигналы на втором 35 и третьем 36 выходах шифратора 5 имеют уровень лог.О.

-выход усилителя 9 мощности закрыт, вследствие чего реле 10 обесточена, через нормально-замкнутый контакт реле включена нагрузка 1, нагрузка 2 выключена, так как цепь ее питания разорвана нормально-разомкнутым контактом реле 10 (подключение контактов реле 10 к нагрузке и питающей сети на фиг.1 не показано).

Включение реле времени в работу (момент to на фиг.5, 6) производится путем нажатия кнопок 37 блока 7 дифференцирования и 30 шифратора 5, при этом:

-на первом 42 выходе блока 7 дифференцирования установится сигнал лог,О, который разрешит работу генератора 1, делителя 2 и счетчика 4, а .на втором 43 выходе сформируется импульс, по которому в счетчик 4 запишется временная уставка блока 21, заданная кнопкой 1 ч,

-на R-входе D-триггера 31 шифратора 4 установится разрешающий уровень сигнала, равный лог.О, выходной сигнал D-триггера при этом не изменится,

-состояние остальные блоков реле времени остается неизменным.

Таким образом, реле времени работает при выполнении любой из функций Qi-Q4 описание дальнейшей работы реле времени Г1РИВОДИТСЯ применительно к выполнению каждой из указанных функций,

1) для функции QI по истечении времени 1 ч (момент t2 на фиг.5,6) на выходе счетчика 4 часов появится сигнал лог.О, по которому:

-счетчик 3 мин начнет отсчет времени путем счета импульсов с периодом повторения 1 мин, поступающих на его С-вход(счет- ный суммирующий вход) с выхода генератора 1,

-на втором входе элемента 23 шифратора 5 установится разрешающий уровень сигнала равный лог. 1, однако выходной сигнал элемента 23 И остается равным лог.О, так как на его первых входах, соединенных с кнопками 16 и 32, сигналы равны лог.О.

По истечении времени 16 + 32 48 мин с момента t2 (момент ta фиг.5, 6) на соответствующих выходах счетчика 3 мин установятся лог.1, вследствие чего на всех входах элемента 23 И -сигналы станут равны лог.1, а на выходе элемента 23 И появится сигнал логJ,, который через нор- мально-замкнутые контакты переключателей 26 и 27 поступит на S вход D-триггера 31, вызывая тем самым его срабатывание. Выходной сигнал D-триггера 31, равный лог.1, поступая через второй 35 выход шифратора 5 на усилитель 9 мощности вызовет

включение реле 10, в результате чего нагрузка 1 отключится, а нагрузка 2 включится.

2)Для функции Q2 по истечении време- ни 1 час ( момент на фиг.5,6 ) на выходе

счетчика 4 часов появится сигнал лог.О, по которому:

-счетчик 3 минут начнет отсчет времени путем счета импульсов с периодом повторе0 ния 1 мин, поступающих на его С-вход с выхода генератора 1,

-на втором входе элемента 23 И шифратора 5 установится разрешаюший уро- вень Сигналз, равный лог.1, однако

5 выходной сигнал элемента 23 И останется равным лог.О, так как на его первых входах, соединенных с кнопками 16 и 32, сигналы равны лог.О. . - изменение уровня сигнала на выходе

0 одновибратора 24 с лог.О на 1 вызовет появление на его выходе положительного импульса, который через замкнутый (при нажатой кнопке) контакт переключателя 26 и нормально-замкнутый контакт переключа5 теля 27 поступит на S вход D-триггера 31, вызывая тем самым установку его в единичное состояние, выходной сигнал D-триггера 31, разный лог.1, поступая через второй 35 выход шифратора 5 на усилитель 9 мощно0 сти, вызовет включение реле 10, в результате чего нагрузка 1 отключится, а нагрузка 2 включится.

В этом состоянии реле времени будет находиться до истечения времени 16 + 32

5 48 мин (момент гз на фиг.б, 6), при зтом на соответствующих выходах счетчика 3 выставятся лог.1, вследствие чего на всех входах элемента 23 И сигналы станут равны лог,1, а на выходе элемента 23 И появится сигнал

0 лог.1, который через загжнутые (при нажатых кнопках) контакты переключателей 26 и 30 поступит на R-вход D-триггера 31, вызывая тем самым установку его в исходное нулевое состояние, выходной сигнал лог,О

5 D-триггера 31 при этом вызовет отключение реле 10, в результате чего нагрузка 1 включится, а нагрузка 2 отключится.

3)Для функции Оз по истечении времени 1 час (момент t2 на фиг.5, 6) на выходе

0 счетчика 4ч появится сигнал лог.О, по которому:

-счетчик 3 мин начнет отсчет времени путем счета импульсов с периодом повторения 1 мин, поступающих на его С вход с

5 выхода генератора 1,

-на втором входе элемента 23 И шифратора 5 установится разрешающий уровень сигнала, равныйлог,1, однако выходной сигнал элемента 23 W останется равным лог.О, так как на его первых входах

соединенных с кнопками 16 и 32, сигналы равны лог.О,

7 изменение уровня сигнала на входе одновибратора 24 с лог.О на 1 вызовет появ- леиме на его выходе положительного импульса, который через замкнутые (при нажатых кнопках) контакты переключателей 26 и 27 поступит на счетный С-вход О-триг- гера 31 вызывая тем самым изменение его состояния из нулевого в единичное, при этом выходной сигнал 0-триггера31 равный ЛОГ.1 поступая через второй 35 выход шифратора 5 на усилитель 9 мощности вызовет включение реле 10, в результате чего нагрузка 1 отключится, а нагрузка 2 включится.

В этом состоянии реле времени будет находиться до истечения времени 16 + 32 48 мин (момент Тз на фиг.5). При этом на соответствующих выходах счетчика 3 минут установятся лог.1, вследствие чего на всех входах элемента 23 И сигналы станут равны Лог Л, а на выходе элемента 23 И появится сигнал лог.1, который;

-через замкнутые (при нажатых-кноп- ках) контакты переключателей 26 и 30 поступит на R-вход D-триггера 31, вызывая тем самым установку его в исходное нулевое состояние, выходной сигнал лог.О D-триггера 31 при этом вызовет отключение реле 10, 8 результате чего нагрузка 1 включится, а нагрузка 2 отключится,

-через замкнутый (при нажатой кнопке) контакт переключателя 27 и третий 36 выход шифратора 5 поступит на второй 41 вход блока 7 дифференцирования, так как кнопка переключателя 37.блока 7 нажата на первом 42 выходе блока 7 также установится сигнал лог.1 (сигнал на втором 43 выходе блока 7 при этом останется неизменным, то есть равным лог.О), который установит блоки 1-4 в исходное нулевое состояние. Установка последнего блока-счетчика 3 мин в нулевое состояние приведет к появлению на выходе элемента 23 И шифратора. Б сигнала лог.О, который через замкнутый контакт переключателя 27, третий 36 выход шифратора 4, второй 41 вход блока 7, замкнутый контакт переключателя 37 и первый 42 выход разрешит работу блоков 1, 2 и 4 реле времени, одновременно (при изменении уровня сигнала на втором 41 входе блока7 с лог.1 наО) на втором 43 выходе блока 7 появится положительный импульс, по которому в счетчик 4 ч запишется временная уставка блока 21, заданная кнопкой 1 ч. Реле времена, отработав первую паузу длительностью 1 ч и первый импульс длительностью 48 мин, приступило к отработке второй паузы (длительностью также 1 ч), которая будет происходить так, как это было описано ранее.

) Для функций Q/i описание работы реле времени совпадает с при веденным ранее on и- санием работы в режиме выполнения функции QI до появления на выходе элемента 23 И шифратора 5 лог.1 (момент тз на фиг.5,-кото- рая, по истечении времени (паузы) 1 ч 48 мин:

0 - через нормально-замкнутый контакт переключателя 26 и замкнутый (при нажатой кнопке) контакт переключателя 27 поступит на счетный С вход D-триггера 31, вызывая тем самым изменение его состоя- 5 ния из нулевого в единичное, при этом выходной сигнал D-триггера 31, равный лог,1, вызовет включение реле 10 м нагрузки,

-через замкнутый (при нажатой кнопке) контакт переключателя 27 и третий 37 выход 0 шифратора 5 поступит на второй 41 вход блока7 дифференцирования, так как кнопка переключателя 37 этого блока нажата на его первом 42 выходе также установится сигнал лог.1 (сигнал на втором 43 выходе блока 7 5 при этом останется неизменным, то есть равным лог.О), который установит блоки 1-4 в исходное нулевое состояние. Установка последнего блока-счетчика 3 минут в нулевое состояние приведет к появлению на вы- 0 ходе блока 23 И шифратора 5 сигнала лог.О, который через замкнутый контакт переключателя 27, третий 36 выход шифратора 5, второй 41 вход блока 7, замкнутый контакт переключателя 37 и первый 42 выход этого 35 блока разрешит работу блоков 1, 2 и 4 реле времени, одновременно (при измерении уровня сигнала на втором 41 входе блока 7 с лог.1 на 0) на втором 43 выходе блока 7 появится положительный импульс, по кото- 40 рому в счетчик 4 запишется временная уставка блока 21, шифратора 5, заданная кнопкой 1 ч.

Отработав таким образом первую паузу длительностью 1 ч 48 мин, реле времени 45 начало отрабатывать импульс, О-триггер 31 при этом будет находиться в единичном состоянии до истечения времени импульса, равного 1 ч 48 мин (момент и на фиг.5,6) после чего D-триггер 31, сигналом по его С 50 вхо,цу, изменит состояние на нулевое, реле времени приступит к отработке второй паузы и т.п.

При выполнении любой из функций Qi Q4 реле времени г/южет быть установлено в 55 исходное состояние приведением кнопок переключателей 37 блока 7 и 30 шифратора 5 в отжатое положение.

Аналогичным образом реле времени может работать при различных уставках и в

минутном-секундном диапазонах с дискретностью 1 с.

Формула изобретения Реле времени по авт. св. СССР Ms 1190358, отличающееся тем. что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения работы в различных диапазонах и периодической работы, в него введены усилитель мощности, вход которого соединен с вторым выходом шифратора, реле, обмотка которого включена между шиной питания и выходом усилителя мощности, а переключающий контакт является выходом реле времени, и блок размерности, а генератор снабжен первым входом и вторым входом, который соединен с выходом блока размерности, делитель частоты, второй вход которого соединен с первым входом генератора и первым выходом блока дифференцирования, второй вход блока дифференцирования соединен с третьим выходом шифратора, который содержит блок задания времени, элемент И, инвертор, одновибратор, коммутатор, блок пуска и D-триггер, первые входы элемента И соединены с переключающими контактами первых перек лючателей блока задания времени, размыкающие контакты которых соединены с шиной питания, а замыкающие контакты - с первыми входами шифратора, второй вход которого через инвертор соединен с вторым входом элемента И и входом одновибратора, первые выходы шифратора соединены с переключающими контактами

вторых переключателей блока задания времени, размыкающие контакты которых соединены с общей шиной, а зaмыкaюa иe - с шиной питания , второй выход шифратора соединен с выходом D-триггера, первый установочный вход и счетный вход D-триггге- ра соединены с общей шиной через соответствующие резисторы коммутатора, второй установочный вход О-триггера сое- 0 динен с переключающим контактом переключателя блока пуска, размыкающий контакт которого соединен с шиной питания, а замыкающий контакт - с первым пе- реключающим контактом первого 5 переключателя коммутатора, первый размыкающий контакт которого соединен с общей шиной, а первый замыкающий - с выходом элемента И, первым замыкающим контактом второго переключателя коммута- 0 тора и вторым размыкающим контактом, первого переключателя коммутатора, второй замыкающий и второй переключающий контакты которого соединены соответственно с выходом одновибратора и вторым 5 переключающим контактом второго переключателя коммутатора, второй размыкающий и второй замыкающий контакты которого соединены соответственно с первым установочным входом и счетным вхо- 0 дом О-триггера, инверсный выход которого соединен с, D-входом, первый размыкающий контакт и первый переключающий контакт второго переключателя коммутатора соединены соответственно с общей щиной 35 и третьим выходом дешифратора.

Zi

/

25I-. 27.

.., I

L.-ZJ

25I-. 27.

.., I

I 1fnum I

V

i

L

Г

9U2.

HJ.

И

ci

о

«rJcsT

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для коммутации электрических цепей с определенными, предвартельно установленными выдержками времени как в системах промышленной автоматики, так и в быту. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей реле времени за счет обеспечения работы в различных диапазонах и периодической работы. Реле времени содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, вычитающий счетчик 4 часов, счетчик 3 минут, шифратор 5, блок 6 питания, блок 7 дифференцирования, блок 8 размерности, усилитель 9 мощности и реле 10. После запуска реле отсчитывает заданный интервал времени и обеспечивает коммутацию с периодическими равными или неравными уставками. Реле времени работает в часовом-минутном диапазоне с дискретностью 1 мин и в минутном-секундном диапазоне с дискретностью 1 с, обеспечивает периодическое включение и отключение как с равными, так и неравными длительностями паузы и импульса и коммутацию сильноточных электронагрузок. 6 ил.