Устройство для реакции на аварию в схеме управления потребителями электроэнергии Советский патент 1992 года по МПК G08B23/00 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в автозаправочной технике, например на автозаправочных станциях и заводах, изготавливающих автомобили и тракторы.

Известны устройства, информирующие оператора об аварии.

Известно устройство многоточечной сигнализации об неисправности в схеме, содержащее диоды, конденсаторы, сигнальные лампы, узел обобщенной сигнализации, тиристоры, кнопки, звуковой сигнализатор и резисторы.

В случае неисправности включается контакт датчика, сигнальная лампа и звуковой сигнализатор. Кнопкой квитирования

схема устанавливается в исходное состся- ние.

В устройстве для аварийно-предупредительной сигнализации также приводится описание устройства, сигнализирующего об неисправности в схеме.

Устройство содержит каналы синхронизации, каждый из которых выполнен из элементов ИЛИ, триггеров, элементов И. одновибратора, элемента НЕ, усилителя, сигнальной лампы, датчика и формирователя импульса, генератора импульсов, элемента ИЛИ, звукового сигнализатора, кнопки контроля и кнопки съема сигнала

В случае неисправности размыкается контакт датчика включается сигнальная лампа и звуковой сигнализатор.

vj

со XI VI ю

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее генератор импульсов, счетчик импульсов, делитель частоты, два мультиплексора, два дешифратора, элементы ИЛИ, триггеры, индикаторы, кнопки отключения звукового сигнала, квитирования и контроля, звуковой сигнализатор, первую и вторую группы информационных входов и ОЗУ.

В работе счетчик импульсов вырабатывает адреса последовательного синхронного опроса двух групп информационных входов подачей на адресные входы мультиплексоров состояний выходов счетчика.

Одновременно один из дешифраторов дешифрирует эти состояния счетчика импульсов, формируя последовательно разрешение на включение индикаторов.

Сигналы с выходов и одного из мультиплексоров поступают на вход соответствующего дешифратора. Сигналы с выхода этого дешифратора, соответствующие рабочему состоянию схемы, включают индикаторные лампы на постоянное свечение. В случае аварии запрещается запись в ОЗУ и формируется сигнал, по которому индикаторные лампы начинают мигать и включится звуковой сигнализатор.

Кнопкой можно отключить звуковой сигнализатор, лампы при этом будут продолжать светиться мигающим светом.

После устранения неисправности кнопкой квитирования устройство устанавливается в исходное состояние.

Основной недостаток всех перечисленных устройств заключается в том, что в случае обнаружения неисправности в них от потребителей электроэнергии принудительно не отключается питающее напряжение. При этом может возникнуть аварийная ситуация.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок управления и индикацуии, который выполнен из генератора импульсов, выход которого соединен с первым входом счетчика импульсов, выходы которого кроме последнего соединены с соответствующими адресными входами мультиплексора, кнопку Сброс, первый вывод которой подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, из преобразователя к ода, выходы которого соединены с соответствующими входами индикатора, из второго и третьего элементов ИЛИ и дешифратора, шины Пуск и Стоп, введены исполнительные блоки, каждый из которых выполнен из триггера, элемента И, элемента НЕ, двух транзисторов, двух оптронов, двух диодов, электромагнитного клапана, двух источников постоянного тока и двух тиристорных переключателей, блоки управления потребителями электроэнергии по числу исполнительных блоков, каждый из которых выполнен из триггера, двух формирователей импульсов и элемента ИЛИ, а в блок управления и индикации введены чет0 вертый элемент ИЛИ, регистр, элемент НЕ и формирователь импульсов, в блоке управления и индикации выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен

5 ко второму входу счетчика импульсов, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами регистра, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам преобразо0 вателя кода и к соответствующим входам дешифратора, последний выход счетчика импульсов через элемент НЕ подключен к входу управления мультиплексора, выход которого соединен с входом управления ре5 гистра и со вторым входом триггера, выход которого подключен к входу управления преобразователя кода, второй вывод кнопки Сброс соединен с шиной питания, которая через формирователь импульсов

0 подключена ко второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса регистра и со вторым входом третьего элемента ИЛИ выход четвертого элемента ИЛИ подключен к третьему входу

5 третьего элемента ИЛИ, в каждом исполнительном блоке эмиттер первого транзистора соединен с первым выводом первого источника постоянного тока и с эмиттером второго транзистора, коллектор первого

0 транзистора соединен с первым выводом первого оптрона и через элемент НЕ подключен к первому входу элемента И, выход триггера соединен с базой второго транзистора, коллектор которого подключен к пер5 вому выводу второго оптрона, второй вывод которого соединен со второй шиной источника постоянного тока, которая подключена ко второму выводу первого оптрона, первый вывод второго источника постоянного тока

0 соединен с первыми выводами первого и второго тиристорных переключателей и с катодами первого и второго диодов, аноды которых подключены ко вторым выводам соответственно первого и второго тиристор5 ных переключателей и к третьим выводам соответственно первого и второго оптронов, четвертые выводы которых соединены со вторым выводом второго источника постоянного токз, третьи выводы первого и второго тиристорных переключателей соединены с соответствующими фазами источника переменного тока, четвертые выводы первого и второго тиристорных переключателей подключены соответственно к первому и второму выводам электромагнитного клапана, в каждом блоке управления потребителями электроэнергии выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом триггера, вход второго формирователя импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен со вторым входом триггера, выход первого элемента ИЛИ олока управления и индикации подключен к первым входам триггеров исполнительных блоков и ко вторым входам элементов ИЛИ блоков управления потребителями электроэнергии, выходы триггеров блоков управления потребителями электроэнергии соединены с базами первых транзисторов одноименных исполнительных каналов, выходы дешифратора блока управления и индикации подключены ко вторым входам триггеров одноименных исполнительных блоков и к третьим входам элементов ИЛИ одноименных блоков управления потребителями электроэнергии, выходы первых формирователей импульсов которых соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ блока управления и индикации, выходы вторых формирователей импульсов бло- ков управления потребителями электроэнергии подключены к соответствующим входам четвертого элемента ИЛИ блока управления и индикации, входы вторых формирователей импульсов соединены с одноименными шинами Стоп и со вторыми входами элементов И одноименных исполнительных блоков, выходы элементов И исполнительных блоков подключены к одноименным информационным входам мультиплексора блока управления и индикации, входы первых формирователей импульсов блоков управления потребителями электроэнергии подключены к одноименным шинам Пуск.

Основная идея построения схемы устройства и его работы заключается в том, что напряжение питания 220 В переменного тока поступает к потребителю электроэнергии через два тиристорных переключателя, которые управляются двумя оптронами, а оп- троны управляются через соответствующие транзисторы. Схемой устройства в состоянии покоя, когда выключен потребитель электроэнергии, опрашивается состояние коллектора одного из транзисторов и, если он по какой-нибудь причине остался включенным, то от потребителя электроэнергии отключается напряжение питания.

На чертеже показана схема устройства. На чертеже обозначены входы устройства 1, блок 2 управления и индикации, исполнительный блок 3, блок 4 управления

потребителями электроэнергии.

Блок 2 управления и индикации содержит элементы ИЛИ 5-7, генераторв импульсов, элемент-НЕ 9, счетчик 10 импульсов, мультиплексор 11, формирователь 12 им0 пульсов, элемент ИЛИ 13, регистр 14, триггер 15, преобразователь 16 кода, дешифратор 17 и индикатор 18.

Входы 1-8 элемента ИЛИ 5 и элемента ИЛИ 6 соединены с выходами Стоп 1 5 Стоп 8 (шина Стоп) и Пуск 1 - Пуск 8 (шина Пуск) блока 4 управления потребителями электроэнергии соответственно.

Выходы 19-22 весов 1,2,4и8 двоичного кода счетчика импульсов 10 соединяются с

0 аналогичными входами регистра 14 и кодирующими входами АО, А1, А2 мультиплексора 11 и входом элемента НЕ 9.

Выходы 23-26 весов 1, 2, 4 и 8 регистра 14 соединяются с аналогичными входами

5 преобразователя кода 16 и дешифратора 17. Выходы А, В, С, D, Е, F и G преобразователя 16 кода соединяются с аналогичными входами светодиодного цифрового индикатора 18.

0Выходы 1-8 дешифратора 17 соединяются со входами 1-8 исполнительных блоков 3, а выходы исполнительных блоков 3 соединяются с XI-X8 информационными входами мультиплексора 11.

5На чертеже также показаны положительная шина 27 первого источника питания постоянного тока и клавиша 28 Сброс.

Исполнительный блок 3 содержит триггер 29, элемент НЕ 30, элемент И 31, оптро0 ны 32 и 33, тиристорный переключатель 34, электромагнитный клапан 35, тиристорный переключатель 36, резисторы 37-40, транзисторы 41 и 42, диоды 43 и 44, положительный вывод 45 второго напряжения питания,

5 общий вывод 46 второго напряжения питания фаза 47 А (В, С) напряжения 220 В переменного тока, фаза 48 0 напряжения 220 В переменного тока.

На чертеже показаны вход и выход ка0 нала.

Блок 4 управления потребителями электроэнергии состоит из формирователей 49 и 50 импульсов, элемента ИЛИ 51 и триггера 52.

5На чертеже показаны сигналы лог.1

Стоп и Пуск и выходы Вых. стоп 1 и Вых. пуск 1, по которым соответствующие импульсные сигналы передаются в блок 2.

Устройство работает следующим образом.

После включения питающего напряжения формирователь 12 импульсов формирует импульс, который через элемент ИЛИ 13 поступает на входы триггеров 15 и 29, счетчика 10 импульсов и регистра 14, устанавливая их в исходное состояние.

Этот же импульс через элемент ИЛИ 51 устанавливает в исходное состояние триггер 52.

Оператор может установить в исходное состояние схему устройства нажав клавишу

28.

В исходном состоянии сигналы Стоп и Пуск соответствуют сигналам лог.1 и лог.О соответственно.

Это состояние устанавливается после включения питающего напряжения, ввода команды Сброс клавишей 28 и каждый раз, когда завершается цикл работы

Сигнал Стоп лог. 1 поступает на входы формирователя 49 импульсов49, элемента ИЛИ 51 и элемента И 31

Формирователь 49 импульсов вырабатывает импульс, который поступает на один из входов элемента ИЛИ 5. Импульсный сигнал с выхода элемента ИЛИ 5 через элемент ИЛИ 7 поступает на вход R счетчика импульсов и сбрасывает его.

Сигнал Стоп лог.1 через элемент ИЛИ 51 устанавливает в нулевое состояние триггер 52 и сигнал лог.О с выхода этого триггера закрывает транзистор 42 и соответственно оптрон 33, который разрывает цепь питания катушки реле в тиристорном переключателе 36 и фаза 0 напряжения 220 В переменного тока отключается от электромагнитного клапана 35.

Сигнал Стоп лог. Ч присутствует на одном из входов элемента И 31, а на второй вход этого элемента поступает сигнал с выхода элемента НЕ 30, вход которого соединен с коллектором транзистора 42 и входом оптрона 33.

Транзистор 42 закрыт, на его коллекторе сформирован сигнал лог.1, поступающий на вход элемента НЕ 30. На выходе элемента НЕ 30 и соответствующем входе схемы И 31 сформирован сигнал лог.О. Поэтому на выходе схемы И 31 устанавливается сигнал лог,О, поступающий на выход исполнительного блока соответствующего канала и на один из входов мультиплексора 11. На остальные входы мультиплексора 11 также поступают сигналы лог.О с выходов исполнительных блоков соответствующих каналов.

При включении питания или вводе команды Сброс были сброшены регистор 14 и триггер 15, а триггер 29 был взведен.

Сигнал лог.0 с выхода триггера 15 по входу Г управления закрывает преобразователь 16 кода и гаснет светодиодный цифровой индикатор 18.

Сигнал лог. Ч с выхода триггера 29 открывает транзистор 41 и соответственно оптрон 32. Открывается тиристорный переключатель 34 и через него фаза А (В, С) 47 напряжения 220 В переменного тока по0 ступает на второй вход электронного клапана 35, подготавливая его к работе.

Тактовые импульсы, сформированные генератором 8 импульсов, по входу СЕ циклически изменяют состояние счетчика 10

5 импульсов.

Сигнал 22 с выхода веса 8 счетчика 10 импульсов поступает на вход элемента НЕ 9, формируя сигнал лог. Ч на его выходе и входе управления V мультиплексора 11, сле0 довательно, когда на выходе 8 счетчика 10 импульсов сформирован сигнал лог.О, мультиплексор 11 закрыт. Таким образом, первые восемь тактов тактовых импульсов мультиплексор 11 закрыт, а следующие во5 семь тактов открывают мультиплексор 11 и сигналами 19-21 опрашивается состояние информационных входов XI-X8. Так формируется задержка в опросе состояния информационных входов мультиплексора 11, чем

0 исключается ложное срабатывание схемы во время переходных проаессов.

Циклически опрашивается состояние информационных входов мультиплексора 11 и соответственно исполнительных бло5 ков.

На выходах исправных исполнительных блоков во время паузы в работе всегда сформирован сигнал лог.О, на выходе мультиплексора 11 также сформирован сигнал

0 лог О и состояние схемы не изменяется.

Если в одном из исполнительных блоков оказался пробит транзистор 42 или прошла ложная команда Пуск и он открылся, то на коллекторе транзистора 42 сформируется

5 сигнал лог,О. Сформируется сигнал лог О на входе элемента НЕ 30 и сигналы лог. Ч установятся на обоих входах элемента И 31. Сформируется сигнал лог. Ч на выходе элемента И 31 и на соответствую0 щем информационном входе мультиплексора 11. Когда счетчик импульсов 10 выберет номер этого исполнительного блока, на выходе мультиплексора 11 установится сигнал лог. Ч, который по входу С регистра 14 даст

5 ему команду переписать номер канала из счетчика импульсов 10 в регистр 14, а по входу S взведет триггер 15.

Сигналы 23-26 с выхода регистра 14 выдают преобразователю 16 кода и дешифратору 17 информацию о номере записанного

исполнительного блока. Сигнал лог.1 с выхода триггера 15 по входу управления Г открывает преобразователь 16 кода и на светодиодном цифровом индикаторе 18 в семисегментном коде высвечивается номер исполнительного блока, в котором обнаружена неисправность.

Дешифратор 17 преобразует номер исполнительного блока в десятичную систему счисления и на соответствующем выходе дешифратора 17 формируется сигнал лог.1, который сбрасывает триггер 52 в блоке 4 управления потребителями электроэнергии, соответствующего исполнительному блоку, в котором произошла неисправность, а в исполнительном блоке сбрасывается триггер 29. Таким образом, в исполнительном блоке 4 будут закрыты оба транзистора

41и 42 и оптроны 32 и 33, а тиристорные переключатели 34 и 36 отключают напряжение питания от электромагнитного клапана 35. В исправных исполнительных блоках напряжение питания от электромагнитного клапана не отключается и они могут производить выдачу продукта.

Для выдачи продукта оператор выбирает канал, по которому будет производится выдача, и вводит команду Пуск. Сигнал Пуск дог.1 поступает на вход формирователя 50 импульсов, а импульсный сигнал с его выхода взводит триггер 52 и поступает на вход элемента ИЛИ 6

Импульсный сигнал с выхода элемента ИЛИ 6 через элемент ИЛИ 7 сбрасывает счетчик 10 импульсов, формируя задержку в опросе мультиплексора 11.

Сигнал лог.1 с выхода триггера 52 откроет транзистор 42 и соответственно опт- рон 33. Через тиристорный переключатель 36 электромагнитный клапан 35 соединяется с фазой 0 напряжения 220 В переменного тока и начинается выдача продукта, так как с фазой А (В, С) электромагнитный клапан 35 был соединен при включении питающего напряжения.

Если до ввода команды Пуск в исполнительном канале был пробит транзистор

42или он был открыт из-за иной неисправности, то импульсный сигнал команды Пуск не взведет триггер 52, так как он блокируется по входу R сигналом лог.1, сформированном на соответствующем выходе дешифратора 17.

С вводом команды Пуск исправный исполнительный блок работает до окончания выдачи продукта. После выдачи заданного количества продукта на входе устройства формируется сигнал Стоп лог.1. Этот сигнал через элемент ИЛИ 51

сбрасывает триггер 52, прекращая выдачу продукта.

Сигнал Стоп лог.1 поступает и на вход формирователя 49 импульсов, на выходе которого формируется импульсный сигнал. Этот сигнал .поступает на соответствующий вход элемента ИЛИ 5 и через него и на вход элемента ИЛИ 7. С выхода элемента ИЛИ 7 импульсный сигнал

0 поступает на вход R счетчика 10 импульсов и сбрасывает его, формируя задержку в опросе информационных входов мультиплексора 11.

Во время выдачи продукта контроль со5 стояния исполнительного блока не производится, так как на одном из входов элемента И 31 сформирован сигнал Стоп лог.0. После выдачи продукта на этом входе элемента И 31 вновь формируется сигнал

0 Стоп лог.1 и возобновляется контроль исправности блока исполнительного.

В исходное состояние после обнаружения неисправности схема устройства возвращается клавишей 28 Сброс. Однако,

5 если неисправность не исключена, то схема вновь запретит выдачу продукта по неисправному каналу.

Формула изобретения Устройство для реакции на аварию в

0 схеме управления потребителями электроэнергии, содержащее блок управления и индикации, включающий в себя генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом счетчика импульсов, выходы ко5 торого кроме последнего соединены с соответствующими адресными входами мультиплексора, кнопку Сброс, первый вывод которой подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого со0 единен с первым входом триггера, преобразователь кода, выходы которого соединены с соответствующими входами индикатора, второй и третий элементы ИЛИ и дешифратор, шины Пуск и Стоп, отличающе5 е с я тем что, с целью повышения надежности, в него введены исполнительные блоки, каждый из которых выполнен из триггера элемента И, элемента НЕ, двух транзисторов, двух оптронов, двух диодов, электро0 магнитного клапана, двух источников постоянного тока и двух тиристорных переключателей, блоки управления потребителями электроэнергии по числу исполнительных блоков, каждый из которых

5 выполнен из триггера, двух формирователей импульсов и элемента ИЛИ, а в блок управления и индикации введены четвертый элемент ИЛИ, регистр, элемент НЕ и формирователь импульсов, в блоке управления и индикации выход второго элемента

ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу счетчика импульсов, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами регистра, выходы которого подключены к соответствующим информационным входам преобразователя кода и входам дешифратора, последний выход счетчика импульсов через элемент НЕ подключен к входу управления мультиплексора, выход которого соединен с входом управления регистра и вторым входом триггера, выход которого подключен к входу управления преобразователя кода, второй вывод кнопки Сброс соединен с ш /и-ой питания, которая через срорммровагель импульсов подключена к второму входу первого элемента ИЛИ, вы- -од которого соединен с еходом сброса регистра и с вторым зходом третьего элемента выход четвертого элемента ИЛИ подключи к третьему входу элемента , в каждом исполнительном блоке эмит- iep lepscroтранзистора соединен с первым выводом первого источника постоянного тока м с эмиттером второго транзистора коллектор первого транзистора соединен с первым выводом первого оптрона и через элемент НЕ подключен к первому входу элемента И, ьыход триггера соединен с базой второго транзистора, коллектор которого подключен к первому выводу второго оптрона аторой зывод которого соединен с второй шиной источника постоянного тока, которая подключена к второму выводу первого оптрона, первый вывод второго источника постоянного тока соединен с первыми выводами первого и второго диодов, аноды которых подключены к вторым выводам соответственно первого и второго тиристор- ных переключателей и третьим выводам соответственно первого и второго оптро- нов, четвертые выводы которых соединены с вторым выводом второго источника постоянного тока третьи выводы первого и второго тиристорных переключателей

соединены с соответствующими фазами источника переменного тока, четвертые выводы первого и второго тиристорных переключателей подключены соответственно к первому и второму выводам электромагнитного клапана, в каждом блоке управления потребителями электроэнергии выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом триггера, вход

второго формирователя импульсов подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом триггера, выход первого элемента ИЛИ блока управления и индикации подключен к первым

входам триггеров исполнительных блоков и к вторым входам элементов ИЛИ блоков управления потребителями электроэнергии выходы триггеров блоков управления потребителями электроэнергии соединены с базами первых транзисторов одноименных исполнительных каналов, выходы дешифратора блока управления и индикации подключены к вторым входам триггеров одноименных исполнительных блоков и к

третьим входам элементов ИЛИ одноименных блоков управления потребителями электроэнергии, выходы первых формирователей импульсов которых соединены с соответствующими входами второго элемента

ИЛИ блока управления и индикации выходы вторых формирователей импульсов блоков управления потребителями электроэнергии подключены к соответствующим входам четвертого элемента ИЛИ

блока управления и индикации, входы вторых формирователей импульсов соединены с одноименными шинами Стоп и с вторыми входами элементов И одноименных исполнительных блоков, выходы элементов И

исполнительных блоков подключены к одноименным информационным входам мультиплексора блока управления и индикации, входы первых формирователей импульсов блоков управления потребителями электроэнергии - к одноименным шинам Пуск.

#

23

18

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в автозаправочной технике, например на автозаправочных станциях и заводах, изготавливающих автомобили и тракторы. Цель изобретения - повышение надежности устройства, Для этого в устройство, содержащее блок управления и индикации, который выполнен из генератора импульсов, счетчика импульсов, мультиплексора, кнопки Сброс, триггера, преобразователя кода, индикатора, трех элементов ИЛИ и дешифратора, шины Пуск и Стоп, введены исполнительные блоки, каждый из которых выполнен из триггера, элемента И, элемента НЕ, двух транзисторов, двух оптронов, двух диодов, электромагнитного клапана, двух источников постоянного тока и двух тиристорных переключателей, блоки управления потребителями электроэнергии по числу исполни- тельных блоков каждый из которых выполнен из триггера, двух формирователей импульсов и элемента ИЛИ, а в блок управления и индикации введены четвертый элемент ИЛИ, регистр, элемент НЕ и формирователь импульсов. Устройство обеспечивает отключение потребителей электроэнергии в случае обнаружения неисправности 1 ил СО С

- ЈЈ

19

20

21

2

49

. 8ш. С/77ОЛ i

21

25

Zl

/4

25

23

24

Ј 2В

Вход

1канала 31

34

37

Ш

9f

J/y

. lKOHff№