Двухступенчатый коммутатор с самоконтролем Советский патент 1991 года по МПК H03K17/00 

СП

С

Изобретение может быть использовано для прецизионной коммутации сигналов датчиков автоматических устройств и информационно-измерительных систем. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение коммутатора -достигается за счет введения шифраторов 20 и 21, элементов ИЛИ-НЕ 22-24, элемента И-НЕ 26, инвертора 27, элемента И 25, дешифраторов 18 и 19 команд, регистра 5. Работа двухступенчатого коммутатора с самоконтролем имеет три цикла. В первом цикле сбрасывается в нулевое положение регистр 5 и производится проверка размыкания контактов 8 и 9 первой и второй ступени каждого канала 7. Если в каком-либо канале контакты реле остаются замкнутыми, то устройство 2 регистрации неисправности формирует сигнал о неисправности типа Залипание. Если все контакты разомкнуты, то устройство переходит

о VJ

Os О

со

о

во второй цикл работы, где формируется команда на включение контактов реле первой ступени с контролем их замыкания. При незамыкании контактов реле формируется сигнал о неисправности типа Не включена 1 ступень. При нормальной работе осуществляется переход к третьему циклу, в котоИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в коммутаторах сигналов датчиков автоматических устройств и информационно-измерительных систем.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение двухступенчатого коммутатора с самоконтролем.

На чертеже представлена функциональная схема двухступенчатого коммутатора с самоконтролем, .

Двухступенчатый коммутатор с самоконтролем содержит устройство 1 управления, устройство 2 регистрации неисправностей, формирователь 3 контрольного сигнала, вход которого соединен с первым выходом 4 устройства 1 управления, регистр 5, элемент ИЛИ 6 и каналы 7.1-7.N, каждый из которых содержит реле 8 первой и реле 9 второй ступеней, нормально разомкнутые контакты которых соединены соответственно с информационным входом 10 и выходом 11 канала, подвижные контакты реле 8 и 9 соединены между собой и с вторым контактом вторичной обмотки 12 тран- форматора 13, первый контакт первичной обмотки 14 которого соединен с шиной 15 питания. Информационный вход 10 каждого канала 7.1-7.N соединен с соответствующей входной шиной 16.1-16.N, а информационные выходы 11 каналов 7.1-7.N - с выходной шиной 17, Кроме того, двухступенчатый коммутатор с самоконтролем содержит первый 18 и второй 19 дешифраторы, первый 20 и второй 21 шифраторы, три элемента ИЛИ-НЕ 22-24, элемент И 25, элемент И-НЕ 26, инвертор 27 и резистор 28, первый контакт которого соединен с шиной 15 питания, а второй - с первым входом элемента ИЛИ 6, выходом инвертора 27 и блокирующим выходом 29. Выходы устройства 2 регистрации неисправностей соединены с выходной шиной 30 неисправностей. Входы устройства 2 регистрации неисправностей соединены с выходами элементов ИЛИ-НЕ 22-24, первые входы которых соединены с вторым выходом формирователя 3 контрольного . сигнаром подается команда на включение втором ступени коммутатора с контролем состояния контактов реле. При неисправности вырабатывается сигнал Не включена 2 ступень. При нормальной работе одна из входных шин 16.1-16.N коммутатора соединена с выходной шиной 17. 1 з,п.ф-лы, 1 ил.

ла, первый выход которого соединен с управляющим входом 31 каждого канала 7.1- 7.N, первые 32 и вторые 33 выходы которых соединены с входами первого 20 и второго

21 шифраторов соответственно. Первый выход первого шифратора 20 соединен с вто-- рым входом первого элемента ИЛИ-НЕ 22, а второй - с вторыми входами второго 23 и третьего 24 элементов ИЛИ-НЕ. Первый выход второго шифратора 21 соединен с треть- ими входами первого 22 и второго 23 элементов ИЛИ-НЕ, а второй - с третьим входом третьего элемента ИЛИ-НЕ 24. Второй выход 34 устройства 1 управления соединен с информационным входом регистра 5, выходы которого соединены с входами первого 18 и второго 19 дешифраторов, выходы первого 18 из которых соединены (связи 35.1-35.N) с управляющими входами реле

8 первой ступени каждого канала 7.1-7.N, а выходы второго дешифратора 19 соединены (связи 36.1-36.N) с управляющими входами реле 9 второй ступени каждого канала 7.1- 7.N, третий выход 37 устройства 1 управления соединен с первым входом элемента И 25 и первыми управляющими входами первого 18 и второго 19 дешифраторов, вторые управляющие входы которых соединены с четвертым 38 и пятым 39 выходами устройства 1 управления соответственно, инверсные выходы регистра 5 соединены с входами элемента И-НЕ 26, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ 6 и входом инвертора 27, выход элемента

ИЛИ 6 соединен с вторым входом элемента И 25, выход которого соединен с установочным входом регистра 5. Кроме того, каждый канал 7.1-7.N двухступенчатого коммутатора с самоконтролем содержит первый 40 и

второй 41 элементы гальванительной развязки, первые выходы которых соединены соответственно с первым 32 и вторым 33 выходами канала, а вторые - с нормально замкнутыми контактами соответственно реле второй 9 и первой 8 ступени, входы элементов 40 и 41 гальванической развязки соединены с вторым контактом вторичной обмотки 12 трансформатора 13, второй контакт первичной обмотки 14 которого соединен с управляющим входом 31 канала,

Двухступенчатый коммутатор с самоконтролем работает следующим образом.

В первом цикле устройство 1 управления выключает дешифраторы 18 и 19 и срабатывает в нулевое положение регистр 5 через элемент И 25. Через некоторое время, равное времени отпускания и дребезга контактов реле 8 и 9, устройство 1 управления дает команду формирователю 3 контрольного сигнала на проверку состояния реле, ко- отрый формирует импульс, поступающий на первичные обмотки 14 трансформаторов 13 каждого канала 7.1-7.N, и задержанный импульс на первые входы элементов ИЛИ-НЕ 22-24. Если контакты реле 8 и 9 каналов 7.1-7.N разомкнуты, то на выходах элементов 40 и 41 гальванической развязки будут присутствовать импульсы контроля.

Шифраторы 20 и 21 работают следующим образом. Если на всех входах присутствуют сигналы, то выходной сигнал присутствует только на первом выходе; если сигнал присутствует на одном из входов, то выходной сигнал присутствует только на втором выходе. В соответствии с этим, при разомкнутых контактах реле 8 и 9 на первых выходах дешифраторов 20 и 21 присутствуют импульсы контроля, которые проходят на выход элемента ИЛИ-НЕ 22 и далее в устройство 2 регистрации неисправностей. Если один или несколько контактов реле 8 или 9 разомкнуты, то устройство 2 вырабатывает сигнал о неисправности этого типа Залипание.

Во втором цикле устройство 1 управления записывает в регистр 5 команду о двоичном коде на выбор определенного канала. Эта команда через дешифратор 18 поступает на управляющий вход реле 8 первой ступени выбранного канала 7.1-7.N, замыкая его контакты. По истечении времени, равному времени срабатывания и дребезга контактов реле, формируется импульс контроля и строб-импульс на выходах формирователя 3 контрольного сигнала. В случае нормальной работы выбранного реле 8 перестает работать соответствующий элемент 41 гальванической развязки, вследствие чего импульсы контроля будут присутствовать на втором выходе дешифратора 21 и на первом выходе шифратора 20 и, соответственно, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 23.

В случае незамыкания контактов реле устройство 2 регистрации неисправности вырабатывает сигнал о неисправности соответствующего типа Не включена 1 ступень.

0В третьем цикле устройство 1 управления подает команду через дешифратор 19 на включение реле 9 второй ступени выбранного канала 7.1-7.N, замыкая его контакты. По истечении времени, равного

5 времени срабатывания и дребезга контактов реле 9, фоцмируется импульс контроля и строб-импульс на выходах формирователя 3 контрольного сигнала. В случае нормальной работы реле перестает работать один из элементов 40 гальванической развязки, связанный с контактами этого реле, вследствие чего импульсы контроля будут присутствовать только на вторых выходах шифраторов 20 и 21 и, соответственно, на выходе эле- мента ИЛИ-НЕ 24, при этом в выбранном канале одна из входных шин 16.1-16.N коммутатора будет соединена с выходной шиной 17.

В случае незамыкания контактов реле

0 устройство 2 регистрации неисправности вырабатывает сигнал о неисправности типа Не включена 2 ступень.

Сигнал Блокировка формируется следующим образом.

5При поступлении от устройства 1 управления команды на выбор канала на одном из инверсных выходов регистра 5 появится низкий потенциал. На выходе элемента И-НЕ 26 в этом случае будет высокий

0 потенциал, а на выходе инвертора 27 с открытым коллектором - низкий потенциал.

Сигнал Блокировка в виде низко;о потенциала снимается с резистора 28. При объединении нескольких коммутаторов на

5 одну выходную шину 17 выходы 29 Блокировка коммутаторов должны быть объединены в одну линию.

В этом случае, если в одном из коммутаторов был включен какой-либо капай 7.10 7.N, то его линия 29 Бпокировка установится в низкое состояние, а в нерабочих коммутаторах на выходах элементов И- НЕ26, ИЛИ 6 и И 25 будет низкий потенциал (регистр 5 предварительно сброшен в нуль),

5 при этом на выходах Сброс регистров 5 в нерабочих коммутаторах будет постоянно присутствовать низкий потенциал и блокировать поступление в них команд с устройств 1 управления. Для того, чтобы

0 включить новый канал, необходимо рабочий коммутатор привести в исходное состояние, линия 29 Блокировка при этом переходит в высокое состояние и регистры 5 во всех коммутаторах будут готовы к приему инфор5 мации.

Формула изобретения 1. Двухступенчатый коммутлгор с самоконтролем, содержащий устройство управления, устройство peiистрации

неисправностей, формирователь контрольного сигнала, вход которого соединен с первым выходом устройства управления, регистр, элемент ИЛИ и N каналов, каждый из которых содержит реле первой и реле второй ступени, нормально разомкнутые контакты которых соединены соответственно с информационным входом и выходом канала, подвижные контакты реле соединены между собой, трансформатор, первый контакт первичной обмотки которого соединен с шиной питания, информационные входы каждого канала соединены с соответствующей входной шиной, а информационные выходы - с выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, введены первый и второй дешифраторы, первый и второй шифраторы, первый-третий элементы ИЛИ-НЕ, элемент И, элемент И- НЕ, инвертор, резистор, первый контакт которого соединен с шиной питания, а второй - с первым входом элемента ИЛИ, выходом инвертора и блокирующим выходом, выходы устройства регистрации неисправностей соединены с выходной шиной неисправностей, входы устройства регистрации неисправностей соединены с выходами элементов ИЛИ-НЕ, первые входы которых соединены с вторым выходом формировате- ля контрольного сигнала, первый выход которого соединен с управляющим входом каждого канала, первые и вторые выходы которых соединены с входами первого и второго шифраторов соответственно, пер- вый выход первого шифратора соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, а второй - с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ первый выход

второго шифратора соединен с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ- НЕ, а второй - с третьим входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, второй выход устройства управления соединен с информационным входом регистра, выходы которого соединены с входами первого и второго дешифраторов, выходы первого из которых соединены с управляющими входами реле первой ступени каждого канала, а выходы второго - с управляющими входами реле второй ступени каждого канала, третий выход устройства управления соединен с первым входом элемента И и первыми управляющими входами первого и второго дешифраторов, вторые управляющие входы которых соединены с четвертым и пятым выходами устройства управления соответственно, инверсные выходы регистра соединены с входами элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и входом инвертора, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с установочным входом регистра.

2. Коммутатор по п. 1,отличающий- с я тем, что в каждый канал введены первый и второй элементы гальванической развязки, первые выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами, а вторые - с нормально замкнутыми контактами соответственно реле первой и второй ступеней, входы элементов гальванической развязки соединены с первым контактом вторичной обмотки транформатора, второй контакт первичной обмотки которого соединен с управляющим входом канала, второй контакт вторичной обмотки трансформатора соединен с подвижными контактами реле.