Многоканальное устройство управления технологическими объектами Советский патент 1992 года по МПК G05B19/18 

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах управления технологическими процессами с последовательным включением механизмов, например в системах управления механизмами конвейерных линий в промышленности строительных материалов.

Известно устройство логического управления, содержащее входной и выходной коммутаторы, дешифраторы, усилители входных сигналов матриц, дополнительные прямоугольные матрицы, ключи и распределитель тактовых импульсов.

Недостатком данного устройства является отсутствие защиты от промышленных помех.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является многоканальное устройство для программного управления, содержащее первый и второй переключатели, последовательно соединенные блок управления, объект управления и объектные датчики, а также в каждом канале последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, элемент И и триггер, другой вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход подключен к соответствующему входу блока управления логического блока, к второму входу втррого элемента ИЛИ предыдущего канала и к первому входу первого элемента ИЛИ последующего канала, первый вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом дополнительного элемента И, первый вход которого подключен к первому переключателю, второй вход - к выходу второго элемента ИЛИ последующего канала, выход логического блока соединен через ключевой элемент с другим входом блока управления, а второй вход второго элемента ИЛИ последнего канала подключен к второму переключателю.

Недостатком устройства является низкая надежность его работы, проявляющаяся в возможности ложных срабатываний при появлении сигнала помехи в цепи датчика. Кроме того, принцип действия устройства таков, что какое-то время одновременно включены два соседних триггера, при этом возможно срабатывание узла блокировки. В устройстве отсутствует блокировка по положению механизмов, т.е. автоматическое отключение канала при таком положении механизмов других каналов, которое может привести к выходу из строя агрегата. Недостатком устройства является также то, что при совпадении условий включения нескольких каналов выбора канала осуществляется произвольно.

Цель изобретения - повышение надежности в работе устройства при авариях и отключениях питания.

Поставленная цель достигается тем, что

в многоканальное устройство управления технологическими объектами, содержащее датчики, первый, второй и третий элементы коммутации, а также в каждом канале управления триггер, с первого по третий элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, введены формирователь импульса, третий элемент ИЛИ, элемент НЕ, по числу датчиков блоки подавления помех, по числу каналов управления бесконтактные элементы

памяти и элементы управления, причем выход формирователя импульса соединен с входом элемента НЕ и с первым сигнальным входом бесконтактного элемента памяти каждого канала, второй сигнальный вход которого подключен к первому входу соответствующего первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки соответствующего триггера, первый вход управления бесконтактного элемента памяти

соединен с первым входом соответствующего элемента управления и с соответствующим выходом триггера, вход сброса которого соединен с выходами соответствующего второго элемента ИЛИ, первый вход

которого соединен с выходом соответствующего второго элемента И, первые входы вторых элементов И каналов подключены к выходам соответствующих блоков подавления помех, а вторые входы - к выходам соответствующих триггеров, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента коммутации, а выход первого элемента коммутации соединен с первым входом третьего элемента И каждого

канала, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, первая и вторая группы входов которого подключены к выходам соответствующих блоков подавления помех и триггеров, а третий вход первого элемента И подключен к выходу элемента НЕ, один из входов первого элемента И первого канала соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента коммутации, а второй вход-с выходом триггера n-го канала, входы всех элементов ком- мутации подключены к источнику положительного потенциала, второй вход управления бесконтактного элемента памяти и второй вход элемента управления каждого канала подключены к источнику нулевого потенциала.

На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - конструкция и схема

бесконтактного элемента памяти; на фиг.З - схема формирователя.

Устройство содержит (фиг.1) объектные датчики 1, блоки 2 подавления помех, элементы И 3-5, элементы ИЛИ 6 и 7, триггер 8, ключ 9 бесконтактного элемента памяти, бесконтактный элемент 10 памяти (фиг.2), элемент 11 управления блока управления, формирователь 12 импульсов (фиг.З), элемент НЕ 13, элементы 14 и 15 коммутации, блок 16 логики, блок 17 управления, третий элемент коммутации (кнопка) 18 и элемент И 19. На фиг.1 обозначен объект 20 управления.

Сигналы с объектных датчиков 1 посту- пают на входы блоков 2 подавления помех, служащих для защиты от импульсных и потенциальных помех, возникающих в протяженных измерительных трассах, соединяющих объектные датчики 1 с блоками 2 по- давления помех и далее с блоком 16 логики. В блоке логики имеются два многовходовых элемента ИЗ и 4.

На первую и вторую группы входов элементов И 3 и 4 поступают соответственно комбинации сигналов с блока 2 подавления помех (А,В,..., N) и с выхода триггеров

(а,Ьп). В комбинацию входят те сигналы,

которые необходимы для включения соответствующего механизма (элемент И 3) или отключения его (элемент И 4). На вход элемента И 3 первого блока логики поступает дополнительный сигнал, формируемый кнопкой 18, элементом И 19 и, например, сигналом п, поступающим с триггера 8 по- следнего канала. Этот дополнительный сигнал необходим для первого включения устройства и для последующей циклической его работы.

Сигнал элемента И 3 поступает на вход элемента И 5, другой вход которого соединен с элементом коммутации. Если в процессе работы отключить элемент 15 коммутации, то цикл работы прервется, но после включения элемента 15 работа уст- ройства восстановится с включением следующего канала устройства. Выход элемента И 5 соединен с входом элемента ИЛИ 6, второй вход которого соединен с ключом 9 бесконтактного элемента 10 памяти (фиг.2). Внутри катушки с двумя обмотками, управ- ляемыми одним из сигналов а, Ь,...,п соответствующего канала, находится полый сердечник, положение которого определяется тем, на какую катушку в данный момент подается напряжение. На одном конце катушки расположена перекрываемая сердечником оптопара, состоящая из полупроводниковых излучателя и приемника ИК-излу- чения. При наличии напряжения на входе

бесконтактного элемента памяти сердечник перекрывает оптопару, т.е. на выходе транзистора имеется напряжение +12В, которое подается на управляющий вход коммутатора (микросхема К 561 КТЗ), тем самым замыкая его ключ 9. Если при отключении сети сердечник перекрывал оптопару, то при включении питания ключ 9 бесконтактного элемента 10 памяти подает сигнал с выхода формирователя 12 на вход элемента ИЛИ 6 и устанавливает тем самым триггер 8 в единичное состояние. Формирователь 12 (фиг.З) вырабатывает единичный импульс при включении питания. Этот импульс одновременно блокирует элементы И 3 с тем, чтобы на триггеры 8 в момент подачи импульса с формирователя 12 подавались сигналы только с бесконтактных элементов 10 памяти. В дальнейшем с формирователя 12 поступает логический О, и, таким образом, состояние элементов 10 памяти на устройство управления не влияет.

Устройство работает следующим образом.

Для включения устройства в работу необходимо кратковременно нажать кнопку 18. Если при этом имеется необходимая комбинация сигналов на входах элементов И 3 и 4, то на выходе элемента И 3 появится логическая Т, а на выходе элемента И 4 - логический 0м. Так как контакт элемента коммутации (выключателя) 15 нормально замкнут и с него поступает логическая 1, то на выходе элемента И 5, соединенного с входом элемента ИЛИ 6, появляется логическая Г, поступающая на S-вход триггера. Триггер срабатывает и включает элемент 11 управления блока 17 управления. Производится воздействие на объект 20 управления.

Затем таким же образом срабатывает второй, третий и т.д. каналы до окончания цикла. Новый цикл начинает уже не кнопка 18, а сигнал, например, п с выхода триггера, хотя этим сигналом для автоматического включения очередного цикла может быть любой другой сигнал, например с какого-либо датчика (А,ВN) или с выхода какого-либо триггера (а, Ьп). Для аварийного

отключения элементов 11 управления блока 17 управления необходимо включить элемент 14 коммутации. При этом все триггеры переходят в нулевое состояние. Для остановки устройства в каком-либо определенном моменте технологического процесса отключается элемент 15 коммутации. Элемент НЕ 13 блокирует элемент И 3 в момент подачи на его вход логической 1 с формирователя 12.

Таким образом, устройство обеспечивает выполнение следующих функций: циклическую работу механизмов технологической линии; отключение устройства в любой момент прохождения технологического процесса и включение работы устройства с этого же момента, причем как без отключе- ния питания, так и при полном отключении питания устройства; блокировку включения элементов управления путем подачи необходимой комбинации сигналов на входы схем включения и сброса триггеров; аварий- ное отключение элементов управления, воздействующих на объект управления; защиту входов устройства от промышленных помех.

Очевидно, что количество выполняемых функций предлагаемым устройством значительно расширено по сравнению с устройством-прототипом. Экономический эффект достигается за счет повышения надежности системы управления, что позволяет сокра- тить простои оборудования и повысить его производительность.

Формул а изобретения Многоканальное устройство управления технологическими объектами, содержа- щёе датчики, первый - третий элементы коммутации, а также в каждом канале управления триггер, с первого по третий элементы И, первый и второй элементы ИЛ И, о т - ли чающееся тем, что, с целью повыше- ния надежности в работе устройства при авариях и отключениях питания, в него введены формирователь импульса, третий элемент ИЛИ, элемент НЕ, по числу датчиков блоки подавления помех, по числу каналов управления бесконтактные элементы памяти и элементы управления, причем выход формирователя импульса соединен с входом элемента НЕ и с первым сигнальным

входом бесконтактного элемента памяти каждого сигнала, второй сигнальный вход которого подключен к первому входу соответствующего первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки соответствующего триггера, первый вход управления бесконтактного элемента памяти соединен с первым входом соответствующего элемента управления и с соответствующим выходом триггера, вход сброса которого соединен с выходом соответствующего второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом соответствующего второго элемента И, первые входы вторых элементов И каналов под- ключены к выходам соответствующих блоков подавления помех, а вторые входы - к выходам соответствующих триггеров, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента коммутации, а выход первого элемента коммутации - с первым входом третьего элемента И каждого канала, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, первая и вторая группы входов которого подключены к выходам соответствующих блоков подавления помех и триггеров, а третий вход первого элемента И подключен к выходу элемента НЕ, один из входов первого элемента И первого канала соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента коммутации, а второй вход-с выходом триггера п-го канала, входы всех элементов коммутации подключены к источнику положительного потенциала, второй вход управления бесконтактного элемента памяти и второй вход элемента управления каждого канала подключены к источнику нулевого потенциала.

Ъ карнас

c&fewuff , место расположения опмопары

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах автоматического управления технологическими процессами с последовательным включением механизмов. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и расширение его функциональных возможностей. Сущность изобретения: устройство содержит п объектных датчиков 1, п блоков подавления помех 2, пхЗ+1 элементов И 3,4,5,19, пх2 элементов ИЛИ 6,7, п триггеров 8, п ключей 9 бесконтактного элемента памяти, п бесконтактных элементов 10 памяти, п элементов 11 управления блока управления, формирователь 12 импульсов, элемент НЕ 13, три элемента 14, 15, 18 коммутации, объкт 20 управления Зил.

Фиг 2