Коммутатор Советский патент 1990 года по МПК H03K17/42 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в устройствах коммутации автоматизированных измерительных систем (АИ С).

С целью повышения достоверности результатов измерения и исключения возможности вывода из строя устройств АИС в устройствах коммутации АИС вводится самоконтроль.

Цель изобретения - повышение надежности функционирования устройства путем предотвращения неправильных коммутаций при неисправностях в схеме управления электромагнитных реле путем запрета включения реле, а также за счет обеспечения возможности идентификации цепей управления, в которых возник отказ.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Коммутатор содержит входную шину 1 данных, входную шину 2 записи, входную шину 3 предустановки, первый регистр 4, второй регистр 5, блок 6 элементов И, блок

7 электронных ключей, блок 8 датчиков тока-, блок 9 реле, шину 10 питания, блок 11 компараторов тока, блок 12 поразрядного сравнения, элемент ИЛИ 13, D-триггер 14, блок

15задержки, третий регистр 16, входную шину 17 Отключение блокировки, выходную шину 18 Отказ исходного состояния, выходную шину 19 Отказ, выходную шину 20 данных, причем входные шины соединены с соответствующими входами первого регистра, блок ключей подключен через блок реле к блоку датчиков тока, соединенным с блоком компараторов тока, выходы которого соединены с вторыми входами блока поразрядного сравнения.

Коммутатор работает следующим образом.

В исходном состоянии, после подачи сигнала предустановки на входную шину предустановки, первый 4, второй 5 и третий

16регистры, а также D-триггер 14 находятся в исходном нулевом состоянии, Блок 7 электронных ключей, соответственно блок 11, а также блок 9 реле находятся в выключенном состоянии. Следовательно, при нор- мальной работе схемы на выходах элементов блока 12 поразрядного сравнения и соответственно на выходе элемента ИЛИ 13 будут сигналы, соответствующие логическому О, если из-за неисправностей в схеме управления реле какой-либо электронный ключ будет включен, на соответствующем выходе блока 12 поразрядного сравнения и соответственно на выходе элемента ИЛИ 13 и выходной шине 18 Отказ исходного состояния позволяется сигнал, соответствующий логической 1, т.е. фиксируется отказ исходного состояния.

Для включения каких-либо реле в блоке 9 реле соответствующий кодированный сиг- 5 нал (в разрядах, соответствующих включаемым реле, сигнал соответствует логической Г) подается на входную шину 1 данных, а сопровождающий его синхронизирующий сигнал - на входную шину 2 записи. При 10 этом кодированный сигнал, соответствующий включению заданных реле, записывается в первый 4 и второй 5 регистры, что вызывает включение соответствующих электронных ключей блока 7 и соответст- 15 венно токовых компараторов блока 11. На первые входы, а также с некоторой задержкой, определяемой инерционностью цепи, блока 7 электронных ключей, блока 8 датчиков тока, блока 9 реле (в основном опреде- 20 ляемой используемыми реле), на вторые входы блока 12 поразрядного сравнения поступают сигналы, соответствующие входному кодированному сигналу и включаемым реле, т.е. сработавшим компараторам 25 блока 11. При их совпадении на всех выходах блока 12 поразрядного сравнения, а также на выходе элемента ИЛ И 13 сохраняются сигналы, соответствующие логическому О. Сигнал записи, пройдя через блок 15 задер- 30 жки, поступает на тактовые входы третьего регистра 16 и триггера 14, обеспечивая фиксацию выходных сигналов блока 12 поразрядного сравнения и элемента ИЛИ 13. При этом блок 15 задержки компенсирует 35 инерционность поступления сигнала на информационные входы третьего регистра 16 и триггера 14.

Ток срабатывания токовых компараторов выбирается такой величины, чтобы их 40 срабатывание происходило при токе, меньшем токов срабатывания реле (практически 0,5-0,7 тока срабатывания), а величина задержки блока 15 задержки - несколько больше времени нарастания тока в цепи 5 блока 8 датчиков тока до величины тока срабатывания токовых компараторов (определяется используемыми реле).

В случае неисправности в цепи включе- . ния какого-либо реле выходной сигнал бло- 0 ка 11 тактовых компараторов не будет соответствовать входному коду (выходному сигналу второго регистра 5). При этом, на соответствующем выходе блока 12 поразрядного сравнения и соответственно на вы- 5 ходе элемента ИЛИ 1-3 появится сигнал, соответствующий логической 1. что и будет зафиксировано при поступлении задержанного в блоке 15 задержки сигнала записи на тактовые входы третьего регистра 16 и триггера 14, Сигнал низкого уровня с

инверсного выхода D-триггера 14 запретит включение реле, поступая на вторые входы блока 6 элементов И, Сигнал, соответствующий логической Г, с прямого вы- хода D-триггера сообщит внешнему устройству о возникновении неисправности через выходную шину 19 Отказ, по выходному коду третьего регистра 16, поступающему на внешнюю шину 20 данных, идентифицируется неисправная цепь ком- мутатора (неисправной цепи соответствует сигнал логическая 1).

Устройство практически реализовано по разработке АИС ,для проверки параметров генераторов импульсов, в блоке изме- рительного коммутатора программное управление блоком коммутатора осуществляется по микроэвм Электроника 60 через унифицированный приборный интерфейс КОП.

При практической реализации коммутатора первый 4, второй 5 и третий 16 регистры выполнены на микросхеме четырехразрядного регистра.

В качестве D-григгера 14 использован триггер К155ТМ2.

Блок 7 электронных ключей реализован на транзисторах транзисторной матрицы 1НТ251 по схеме электронного ключа с общим эмиттером. В блоке 6 элементов И ис- пользованы элементы 2 И-НЕ с открытым коллектором К155ЛА8.

Блок 8 датчиков тока и блок 11 выполнены на оптронах249ЛП 16. Блок 12 поразрядного сравнения реализован на элементах исключающее ИЛИ микросхем К155ЛП5. а блок 15 задержки на одновибраторе 155АГЗ,

Второй вход предустановки в D-триггера 14 обеспечивается использованием до- полнительного элемента 2 ИЛИ в цепи предустановки.

Формула изобретения

Коммутатор, содержащий входную шину данных, входную шину записи, входную

5 10

15 20

5

0

5

0

5

шину предустановки, первый регистр, блок электронных ключей, блок датчиков тока, блок реле, шину питания, блок компараторов тока, выходную шину Отказ исходного состояния и выходную шину Отказ, причем входная шина данных, входная шина записи и входная шина предустановки соединены с соответствующими входами первого регистра, блок электронных ключей подключен к последовательно соединенным шине питания, блоку реле и блоку датчиков тока, который подключен к входу блока компараторов тока, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности, в устройство дополнительно введены второй регистр, блок элементов И, блок поразрядного сравнения, элемент ИЛИ, D- триггер, блок задержки, третий регистр, входная шина Отключение блокировки и выходная шина данных, причем входы данных, записи и предустановки второго регистра соединены с соответствующими входами первого регистра, выходы которого соединены с первыми входами блока элементов И, вторые входы которого соединены с инверсным выходом D-триггера, а выходы - с входами блока электронных ключей, выходы второго регистра соединены с первыми входами блока поразрядного сравнения, вторые входы которого соединены с выходами блока компараторов тока, а выходы с соответствующими входами третьего регистра и элемента ИЛИ. выход которого соединен с выходной шиной Отказ исходного состояния и информационным входом D-триггера, тактовый вход которого соединен с тактовым входом третьего регистра и выходом блока задержки, вход которого соединен с входной шиной записи, входная шина предустановки соединена с входами Г1редустановки третьего регистра и D-триггера, прямой выход которого соединен с выходной шиной Отказ, а выходы третьего регистра соединены с выходной шиной данных, второй вход предустановки D-триггера соединен с входной шиной Отключение блокировки.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах коммутации автоматизированных измерительных систем (АИС). Коммутатор содержит два регистра 4 и 5, блок 6 элементов И, блок 7 электронных ключей, блок 8 датчиков тока, блок 9 реле, блок 11 компараторов тока, D-триггер 14 и соответствующие шины. Цель изобретения - повышение надежности - достигается путем предотвращения неправильных коммутаций при неисправностях в цепях управления электромагнитных реле за счет использования D-триггера 14, выходной сигнал которого блокирует прохождение информационных сигналов на входы блока 7 электронных ключей через блок 6 элементов И, а также за счет обеспечения возможности идентификации неисправных цепей управления по выходным сигналам третьего регистра 16, на информационные выходы которого поступают выходные сигналы блока 12 поразрядного сравнения, а на тактовый вход - задержанный сигнал "записи". 1 ил.