Устройство для ввода информации с датчиков Советский патент 1991 года по МПК G06F3/02 

Изобретение относится к промышленной автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для осуществления связи с дискретными датчиками и исполнительными устройствами микропроцессорных систем, регуляторов, программируемых контроллеров (командоаппаратов) и других устройств, которые требуют ввода информации о состоянии дискретных датчиков с гальваническим разделением между входными и выходными цепями ( с целью обеспечения помехоустойчивости и безопасности систем).

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения обнаружения обрыва линии связи с датчиком.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства (U - напряжение на обмотках трансформатора; Ui и U2 - пороги срабатывания пороговых элементов; на фиг.З - схема блока импульсного питания; на фиг.4 - схема порогового элемента.

Устройство содержит дискретные датчики 1, нагрузочные элементы в виде резисторов 2, линии 3 связи, накапливающие элементы в виде конденсаторов 4, элементы с односторонней проводимостью в виде диодов 5, развязывающие элементы в виде трансформаторов 6 с первичной 7 и вторичной 8 обмотками, блок 9 импульсного питания, первый 10 и второй 11 пороговые элементы. Количество элементов 1-6, число

о сл о сл

00

входов пороговых элементов 10 и 11 и выходов блока 9 определяется числом входом устройства.

Дискретные датчики 1 представляют собой контакты реле, кнопки, концевые выключатели и т.п.

Трансформатор 6 может быть выполнен на ферритовых кольцевых или броневых сердечниках (например Б11), число витков около 100.

Блок 9 импульсного питания может быть выполнен в соответствии с фиг.З и может содержать генератор 12 импульсов частотой 0,5-5 кГц, длительность импульса 10-50 мкс, источник 13 постоянного тока, транзисторные ключи 14 и резисторы 15.

Пороговые элементы 10 и 11 (фиг.4) могут содержать диоды 16, конденсаторы 17, компараторы 18, на один вход которых подается сигнал с конденсатора 17, а на другой - опорное напряжение Don.

Устройство работает следующим образом.

Блок 9 импульсного питания вырабатывает импульсы (фиг.2) (время ti2, t34 и ТЗБ). За время действия импульса ti2 в индуктивности трансформатора 6 за счет тока, протекающего по первичной обмотке 8, запасается некоторая энергия. При этом фазировка обмоток 7 и 8 подбирается так, чтобы при действии импульса диоды 5 закрывались отрицательным напряжением на аноде.

В момент времени t2 импульс прекращается, и за счет накопленной в индуктивности трансформатора 6 энергии возникает импульс ЭДС обратного хода с противоположной относительно рабочего хода полярностью, при этом амплитуда импульса оказывается равной напряжению на конденсаторе 4, заряженном до некоторого на- пряжения за счет действия ранее следовавших импульсов. Импульс обратного хода амплитудой Umi поступает на соответствующие входы первого 10 и второго 11 пороговых элементов, имеющих пороги срабатывания Ui и U2 соответственно, которые подбираются в соответствии со следующим неравенством Ui Umi U2. В этом случае первый пороговый элемент 10 срабатывает, а второй 11 - не срабатывает, что соответствует исправному состоянию линии 3 связи устройства, датчик 1 при этом не срабатывает.

Если срабатывает датчик 1, конденсатор 4 в результате закорачивания полностью разряжается, поэтому амплитуда импульсов обратного хода резко уменьшается и составляет немногим более прямого падения напряжения на диоде 4 (Um2, фиг.2). Очевидно, что в этом случае и первый пороговый элемент 10 не срабатывает (соответствующий ему канал), что свидетельствует о срабатывании дискретного датчика 1.

Предположим, что произошел обрыв линии 3 связи, в результате этого с каждым импульсом конденсатор 4 заряжается все больше и больше, и амплитуда импульса обратного хода достигает максимально возможного значения Um3. которое превышает

порог срабатывания второго порогового элемента 11, последний срабатывает, что сигнализирует об обрыве линии 3 связи. Если второй пороговый элемент 11 выполнен многоканальным, то можно узнать номер

канала, в котором произошел обрыв линии 3 связи. Для упрощения схемы второй пороговый элемент 11 может быть выполнен од- ноканальным, на его вход поступают сигналы через диоды, катоды которых соединяются, и подаются на одноканальный компаратор.

Хотя работа схемы основана на импульсном действии, в цепи линии связи протекает постоянный ток, сглаженный

конденсатором 4, который также сглажива- ет импульсные помехи, действующие на провода линии связи, поэтому схема обладает высокой помехоустойчивостью.

Формула изобретения

Устройство для ввода информации с датчиков, содержащее развязывающие элементы в виде трансформаторов, элементы с односторонней проводимостью на диодах,

накапливающие элементы на конденсаторах, блок импульсного питания и первый пороговый элемент, первые выводы датчиков соединены с первыми выводами соответствующих конденсаторов и с катодами

соответствующих диодов, аноды которых соединены с первыми выводами соответствующих вторичных обмоток трансформаторов, вторые выводы которых соединены с вторыми выводами соответствующих датчиков, первые выводы первичных обмоток трансформаторов соединены с шиной нулевого потенциала, второй вывод первичной обмотки первого трансформатора соединен с первым выходом блока импульсного питания и с первым входом первого порогового элемента, вторые выводы первичных обмоток других трансформаторов соединены с вторым выходом блока импульсного питания и с вторым входом первого порогового

5 элемента, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения обнаружения обрыва линии связи с датчиком, введены нагрузочные элементы на резисторах и второй пороговый элемент, первые

выводы резисторов соединены с первыми выводами соответствующих конденсаторов, вторые выводы резисторов соединены с вторыми выводами соответствующих кон5 ц

денсаторов, первый и второй входы второго порогового элемента соединены соответственно с первым и вторым входами первого порогового элемента.

Дг/ Ј оЈ417

ю I

ML

6ш1

Изобретение относится к промышленной автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для осуществления связи с дискретными датчиками и исполнительными устройствами микропроцессорных систем, регуляторов, программируемых контроллеров и др. устройств, которые требуют ввода информации о состоянии дискретных датчиков с гальваническим разделением между входными и выходными цепями. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения обнаружения обрыва линии связи с датчиком. Устройство содержит дискретные датчики 1, нагрузочные элементы в виде резисторов 2, линии 3 связи, накапливающие элементы в виде конденсаторов 4, элементы с односторонней проводимостью в виде диодов 5, развязывающие элементы в виде трансформаторов б, блок 9 импульсного питания, первый 10 и второй 11 пороговые элементы. Изобретение позволяет обнаруживать обрывы линий связи с датчиками. 4 ил. сл С

лж

о-

йо

«УГ

18

8ыхЛ

to.4