Мажоритарно-резервированное устройство управления Советский патент 1992 года по МПК H03K19/23 

(Л

с

Использование1 изобретение относится к автоматике и телемеханике, в частности к резервированным системам управления, и может быть исг.ользовано для повышения надежности резервированных устройств при управлении многообмоточными элементами с направленным токопрохождением. Сущность изобретения: мажоритарно-резервированное устройство управления содержит два источника питания (1 и 2), три коммутационных элемента (3-5), три контактные группы

VJ о

4 CS

Изобретение относится к автоматике и елемеханике, в частности к резервированным системам управления, и может быть использовано для повышения надежности резервированных устройств при управлении многообмоточными элементами с направленным токопрохождением.

Известно мажоритарно-резервированное устройство управления по а.с, 1483629, Н 03 К19/23, содержащее замыкающие контакты первой, второй, третьей контактных групп соответственно первого, второго, третьего коммутационных элементов, замыкающий контакт первой контактной группы соединен с первой шиной первого источника питания, ее переключающий контакт подключен к первому выходу и к размыкающему контакту третьей контактной группы, замыкающий контакт которой соединен со второй шиной второго источника питания, а переключающий контакт ее с третьим выходом и с размыкающим контактом первой контактной группы, вторая контактная группа замыкающим контактом соединена со второй шиной первого и первой шиной второго источников питания, а переключающим контактом - со вторым выходом устройства.

Недостатком устройства является двунаправленное токообтекание одной из дублированных нагрузок при отказе одного из элементов, имеюСцих переключающую контактную группу. Этот недостаток ограничивает область применения устройства, так как не позволяет применять его для управления элементами с направленным токо- прохожденпем.

Известно мажоритарно-резервированное устройство управления по а.с. 1554138, Н 03 К 19/23, содержащее дополнительно к указанному выше а.с. 1483629 два разделительных диода, последовательно соединенные с двумя обмотками двух реле индикации.

Недостатком известного устройства является ограниченность области применения, так как его нельзя использовать для управления дублированными многообмоточными элементами с направленным токопрохождением, а также пониженная надежность работы, так как подключение . резервных обмоток многообмоточных элементов к разным выходам приводит к дополнительному токопотреблению, к дополнительной нагрузке на контакты коммутационных элементов и дополнительному падению напряжения на этих контактах, что снижает надежность работы устройства. Цель изобретения - расширение области применения и повышение надежности

работы за счет обеспечения направленного токопротекания через нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в мажоритарно-резервированном устройстве управления, содержащем первый, второй источники питания, первый, второй, третий коммутационные элементы, соответственно с первой переключающей, второй замыкающей и третьей переключающей контактны0 ми группами, первый и второй нагрузочные элементы с первыми обмотками, первый и второй диоды, первые выводы первого, второго, третьего коммутационных элементов соединены с общей шиной, а вторые выводы

5 соответственно - с первой, второй, третьей входными клеммами, первая шина первого источника питания соединена с замыкающим контактом первой переключающей контактной группы, переключающий кон0 такт которой соединен с катодом первого диода и через первую обмотку первого нагрузочного элемента подключен к переключающему контакту второй замыкающей контактной группы, замыкающий контакт

5 которой соединен со второй шиной первого источника питания и с первой шиной второго источника питания, вторая шина которого подключена к замыкающему контакту третьей переключающей контактной груп0 пы, переключающий контакт которой через первую обмотку ВТОРОГО нагрузочного элемента подключен к переключающему контакту второй замыкающей контактной группы и катоду второго диода, первый, вто5 рой нагрузочные элементы выполнены дублированными многообмоточными с направленным токопротеканием через обмотки, дублирующая обмотка первого на- прузочного элемента включена между

0 размыкающим и переключающим контактами, соответственно, первой и третьей переключающих контактных групп, дублирующая обмотка второго нагрузочного элемента включена между переключающим и

5 размыкающим контактами соответственно первой и третьей переключающих контактных групп, анод первого диода соединен с катодом второго диода, анод которого подключен к переключающему контакту

0 третьей переключающей контактной группы.

Предложенное техническое решение соответствует критериям новизны и су- 5 щественных отличий, так как в патентной и научно-технической литературе аналогичных решений не обнаружено.

Принципиальная электрическая схема мажоритарно-резервированного устройства управления представлена на чертеже.

Устройство содержит первый 1, второй 2 .источники питания, три коммутационных элемента 3, 4, 5, первые выводы которых соединены с общей шиной 6, а вторые выводы - с первой 7, второй 8, третьей 9 входны- ми клеммами; первую 10 переключающую, вторую 11 замыкающую и третью 12 переключающую контактные группы соответственно первого 3, второго 4, третьего 5 коммутационных элементов; первый 13, второй 14, третий 15, четвертый 16, пятый

17выходы, к которым подключены первый

18и второй 19 нагрузочные элементы с первыми обмотками 18-1, 19-1 и дублирующими обмотками 18-2, 19-2 соответственно к клеммам (13-14, 14-15), (16-15, 13-17) и с контактами (18-3) и (19-3), подключенными

к выходам (22, 23) и (24, 25) соответственно, а также первый 20 и второй 21 диоды, подключенные к выходам (13, 14) и (14, 15) в непроводящем соответственно к первому 1 и второму 2 источникам питания направлении.

Работает устройство следующим образом.

В исходном состоянии устройства, изображенном на чертеже, на входных клеймах 6-9 сигналы отсутствуют, замыкающие контакты 10-12 разомкнуты, все обмотки нагрузочных элементов 18, 19 обесточены, контакты 18-3, 19-3 разомкнуты.

С приходом входных сигналов на шину 6 и входные клеммы 7, 8, 9 срабатывают первый 3, второй 4. третий 5 коммутационные элементы, замыкаются их замыкающие контакты 10, 11, 12, подключая первые обмотки 18-1.19-1 (начала обмоток обозначены точками) первого 18 и второго 19 нагрузочных элементов к источникам питания 1, 2 соответственно. При этом цепь дуб- лирующей обмотки 18-2 первого 18 элемента оказывается разомкнутой размыкающим контактом 10 в цепи соединения выходов 16 и 13, а цепь дублирующей обмотки 19-2 второго элемента 19 оказывает- ся разомкнутой размыкающим контактом 12 в цепи соединения выходов 17 и 15, так что обе обмотки 18-2 и 19-2 обесточены. Первый 18 и второй 19 элементы срабатывают о результате токопротекания по их пер- вым обмоткам и замыкают свои контакты 18-3 и 19-3 соответственно.

В случае отказа коммутационного элемента 4 контакт 11 не замыкается и обмотки 18-1 и 19-1 оказываются подключенными последовательно к последовательно соединенным источникам питания 1 и 2 через замкнувшиеся замыкающиеся контакты первой 10 и третьей 12 переключающих контактных групп сработавших коммутационных элементов 3 и 5.

В спучае отказа в управлении коммутационного элемента 3 и срабатывании коммутационных элементов 4 и 5 обмотка 19-1 подключена второй 11 и третьей 12 контактными группами ко второму 2 источнику питания, к которому также оказывается подключенной в проводящем направлении дублирующая обмотка 18-2 первого 18 - нагрузочного элемента по цепи: первая шина второго источника питания 2 - замыкающие контакты второй группы 11 - первый диод 20 - первый выход 13 - размыкающий контакт группы 10 - четвертый выход 16 - обмотка 18-2 - третий выход 15 - замыкающий контакт группы 12, вторая шина второго источника питания 2, Обмотки 18-1 и 19-2 остаются обесточенными.

rfpn отказе в управлении коммутационного элемента 5 работа устройства происходит аналогично работе при отказе коммутационного элемента 3, только в этом случае обмотки 18-1 и 19-2 будут подключены к первому 1 источнику питания замыкающими контактами контактных групп 10 и 11 и через размыкающий контакт контактной группы 12, а обмотки 18-2 и 19-1 останутся обесточенными.

Таким образом, во всех рассмотренных случаях мажоритарного управления посредством коммутационных элементов 3-5 нагрузочными дублированными многообмоточными элементами 18 и 19 (при работе всех трех элементов 3-5 и при отказе в управлении одного из них) обеспечивается подача питания на одну из резервированных обмоток элементов 18, 19, при этом через контакты протекает ток не более одной обмотки при безотказной работе элементов 3-5 и не более удвоенного тока обмотки при отказе одного из этих элементов Обычное включение резервированных обмоток многообмоточных элементов как дублированной нагрузки аналогично известному устройству привело бы к отказу в управлении одним из элементов 18, 19 при подключении резервированных обмоток параллельно друг другу к одноименным выходам устройства или к отказу в гтодключе- нии одной из резервированных обмоток к источнику питания при подключении резервированных обмоток одного многообмоточного элемента параллельно обмоткам другого элемента, при этом резероиоован- ные обмотки одного элемента должны быть подключены к разноименным выходам. Оба указанных вида включения приводили бы к повышенному вдвое токопотребпению от источников питания и увеличенной вдвое

нагрузке через каждый контакт с одновременным неиспользованием возможностей схемы устройства производить коммутацию нагрузки через перекрестные связи выходов 13-17, 15-16 размыкающими контакта- ми групп 10 и 12. Повышенная нагрузка на контакты, повышенное токопотребление в безотказном режиме снижали бы надёжность устройства, а невозможность включения резервированных обмоток с направ- яенным токопрохождением без использования диодов и невозможность управления этими обмотками элементов через размыкающие контакты сужало бы функциональные возможности устройства. Предлагаемое ус- тройство лишено указанных недостатков.

Кроме того, первый 20 и второй 21 диоды являются шунтирующими для первых обмоток 18-1, 19-1 первого 18 и второго 19 нагрузочных элементов, исключая их сраба- тывания по указанным обмоткам при отказах в управлении первого 3 (контакты 10) и третьего 5 (контакты 12) коммутационных элементов соответственно и одновременно обеспечивая срабатывания их по обмоткам 18-2 и 19-2. В то же время 20 и 21, шунтируя обмотки 18-1, 19-2 и 18-2, 19-1. соответственно, создают благоприятный для этих обмоток режим работы, замыкая экстратоки при разрыве цепей управления обмотками, что также повышает надежность работы устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство имеет расширенные функциональные возможности, повышенную надежность при пониженном токопотреблении

Формула изобретения Мажоритарно-резервированное устройство управления, содержащее первый, вто- рой источники питания, первый, второй, третий коммутационные элементы соответственно с первой переключающей, второй замыкающей и третьей переключающей

контактными группами, первый и второй нагрузочные элементы с первыми обмотками, первый и второй диоды, первые выводы первого, второго, третьего коммутационных элементов соединены с общей шиной, а вторые выводы соответственно - с первой, второй, третьей входными клеммами, первая шина первого источника питания соединена с замыкающим контактом первой переключающей контактной группы, переключающий контакт которой соединен с катодом первого диода и через первую обмотку первого нагрузочного элемента подключен к переключающему контакту второй замыкающей контактной группы, замыкающий контакт которой соединен с второй шиной первого источника питания и первой шиной второго источника питания, вторая шина которого подключена к замыкающему контакту, третьей переключающей контактной группы, переключающий контакт которой через первую обмотку второго нагрузочного элемента подключен к переключающему контакту второй замыкающей контактной группы и катоду второго диода, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежности в работе, первый, второй нагрузочные элементы выполнены дублированными многообмоточными с направленным токопрохождением через обмотки, дублирующая обмотка первого нагрузочного элемента включена между размыкающим и переключающим контактами соответственно первой и третьей переключающих контактных групп, дублирующая обмотка второго нагрузочного элемента включена между переклю- чающим и размыкающим контактами соответственно первой и третьей переключающих контактных групп, анод первого диода соединен с катодом второго диода, анод которого подключен к переключающему контакту третьей переключающей контактной группы,