Устройство для сигнализации и управления двухпозиционным исполнительным механизмом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 95350 А 1 19) 51)5 О 08 В 23/00 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВ т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Украинский государственный проектный и проектно-конструкторский институ "Металлургавтоматика"(56) Авторское свидетельство СССР М 1084849, кл. 6 08 В 23/00, 1982.Авторское свидетельство СССР )ч. 1374264, кл. 6 08 В 23/00, 1988 (прототип).(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ДВУХПОЗИЦИОННЫМ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ МЕХАНИЗМОМ (57) Изобретение относится к средствам автоматизации технологических процессов, предназначено для отображения информации на мнемосхемах о конечных положениях и перемещениях запорно-регулирующих Изобретение относится к средствам автоматизации технологических процессов, предназначено для отображения информации на мнемосхемах о конечных положениях и перемещениях запорно-регулирующих и подобных двухпозиционных исполнительных механизмов, обладающих органами контроля своих конечных состояний, а также для управления этими механизмами, и может быть использовано в локальных и централизованных системах контроля и управления в газовой, химической, энергетической и других отраслях промышленности.Целью изобретения является упрощение и повышение информативности устройства,и подобных им двухпозиционных исполнительных механизмов, обладающих органами контроля своих конечных состояний, а также для управления этими механизмами, и может быть использовано в локальных и централизованных системах контроля и управления в газовой, химической, энергетической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является упрощение и повышение информативности устройства, Для этого в устройство, содержащее шины 1 и 2 управления, ВЯ-триггеры 3 и 4, выходы 5 и 6 управления, индикаторы 7 и 8 положения, генератор 9 импульсов, формирователь 10 импульсов различной скважности, элементы 11 и 12 задержки, элементы ИЛИ 13, 14 и 15 и информационные, 3 шины 16 и 17, введены коммутатор 18 и блок 19 преобразования кода. В зависимости от характера свечения индикаторов 7 С и 8 положения определяются направление1. движения исполнительного механизма и возможная неисправность. 4 ил. На фиг. 1 представлена схема устройства для сигнализации и управления двухпозиционным исполнительным механизмом; на фиг. 2 - схема формирователя импульсов различной скважности; на фиг. 3 - алгоритм работы устройства при переводе исполнительного механизма из первого (закрьпого) во второе (открытое) положение; на фиг, 4 - алгоритм работы устройства при переводе исполнительного механизма из второго (открытого) в первое (закрытое) положение.Устройство содержит шины 1 и 2 управления (например, "Закрыть" и "Открыть" ), ВЯ-триггеры 3 и 4, выходы 5 и 6 управления, индикаторы 7 и 8 положения индикаторы первого и второго конечных положений (на1695350 Открыто" полеременная дыдоока Олод 17-И (го)попеременна я дюборка слод ОО Ро запдск г 1не ннияа2 Уогери 5 онечное е полондикатор родным индика- огашен попеременна яОтборки.лоб 3-10 о)закрыто(" Составитель Н. СмирновРедактор А. Огар Техред М,Моргентал Корректор И. Муска 3 каэ 4165 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Пагент", г. Ужгород, ул.Гагари неиспрадносгпь, например, отказ о цепы упрадюе ния; индикатор 7 гаснет, индикатор 8 мигает с часгпотои неиспра 0 ность,например, заклини дание; индинатор 8 погашен, индикатор7 мйгает с частотой т 2 йпорое конечное(задержка ч 11 промежуточное положение (из по лолгения открыгпа 8 полоэгени е ,закрыто "/, индикатор о погашен, индикапуор У мигаеп 7 с частогпои д соре С элемента 12 Зи 3 ермки и запцск юепента 11 За дерюги (зиУерюга 7) ербое к закрыт жение;7 горит со етом гпор 8пример "Закрьгго" и "Открыто" ), генератор9 импульсов, формирователь 10 импульсовразличной сквакности, элементы 11 и 12задеркки, элементы ИЛИ 13, 14 и 15, информационные шины 16 и 17, например, 5формирования сигналов положений исполнительного механизма (например,"Закрыто" и "Открыто" соответственно),коммутатор,18 и блок 19 преобразованиякода. 10В случае использования устройства с, двухпозиционными исполнительными механизмами, имеющими по три органа контроля положений "Закрыто", "Открыло" и"Промежуточное", оно может быть дополнено информационной шиной 20.Формирователь 10 импульсов различной скважности выполнен из элемента ИЛИ21, элемента И 22 и триггера 23,В качестве блока 19 преобразователя 20кода может быть использовано программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ).В табл. 1 приведены состояния выходовблока 19 преобразования кода в зависимости от состояния адресных входов (программа, записанная в три младшихразряда ППЗУ), а также характеристика ипоследовательность выполняемых функций при поступлении команды "Открыть"и 30последующем переводе исполнительногомеханизма из положения "Закрыто" в положение "Открыто",Устройство работает следующим образом. 35За исходное состояние исполнительно го механизма принимают первое конечноеполокение (закрытое), чго соответствуетзамкнутому состоянию замыкающего контакта датчика этого положения и подаче по 40информационной шине 16 на вход О блока19 преобразования кода и на К-вход ЯЯтриггера 3 сигнала "единица" В этом жеисходном состоянии замыкаощий контактдатчика второго конечного(открытого) положения разомкнут, что соответствует подачепо информационной шине 17 на вход Е блока 19 памяти и нэ Я-вход ЯЯ-триггера 4 сигнала "ноль",ЯЯ-триггер 4 сохраняет нулевое состояние либо в результате выполнения предшествующей команды на открытие. либо врезультате установочного импульса,сформированного при включении питания устройства и ориентирую 1 цего; оба ЯЗтриггера в нулевое состояние (шинаначальной установки не показана),Сигналы на выходах элементов 11 и 12задержки равны нулю, и, следовательно, свыхода коммутатора 18 на вход А блока 19 преобразования кода поступает импульсная последовательность с частотой 1 о (скважность 2), Сигналы на остальных адресных входах В, С, с и Е блока 19 преобразования кода образуют кодовую комбинацию "0010".При этом на выходах Г, 6, Н блока 19 преобразования кода будут попеременно с частотой 1 о сменять друг друга два слова;9-е слово - "101" и аналогичное 10-е слово (см, табл, 1). В результате индикатор 7 первого конечного(закрытого) положения светится ровным светом, индикатор 8 второго конечного (открытого) положения выключится, а на В-входе элемента 12 задержки установится разрешающий сигнал "единицаПри необходимости перевода исполнительного механизма из первого (акрытого) во второе (открытое) положение на шину 2 управления подается сигнал "единица", в оезультате чего на выходе ВЯ-триггера 4 формируется сигнал "единица", который с выхода б управления устройства поступает на привод исполнительного механизма.Кроме того, этот сигнал "единица" через элемент ИЛИ 13 поступает на вход В запуска элемента 12 задержки и на вход Я установки в "нуль" элемента 11 задержки, создавая условия для его последующего за-. пуска. Одновременно сигнал "единица" с выхода триггера 4 через элемент ИЛИ 15 поступает нэ вход С блока 19 преобразования памяти кода и приводит к смене кода на его адресных входах с 1 о 0010 на 1 о 0110, при этом на выходах Г, 6, Н блока 19 будут попеременно с частотой 1 о сменять друг друга два других слова: 13-е слово "101" и 14-е слово "111" (см. табл, 1), В результате индикатор 7 первого конечного положения продолжает светиться ровным светом, а индикатор 8 второго конечного положения начинает светиться мигающим светом с частотой 1 о, что соответствует поступлению команды на открытие,Если при подаче на шину 2 управления команды последняя по каким-либо причинам не выполняется и сигнал на первой информационной шине 16 не изменяется иэ единицы в ноль, то через время г, равное времени срабатывания элемента 12 задержки, на выходе последнего формируется сигнал "единица", который поступает на вход И коммутатора 18 и приводит к смене на его выходе импульсной последовательности 1 о на 11, Одновременно этот же сигнал через элементы ИЛИ 14 и 15 поступает на входы В и С блока 19 и приводит к смене кода на адресных шинах 1 о 0110 на111110, в результате чего будет осуществляться попеременная с частотой 11 выборкадвух новых слов; 15-го слова - "001" и 16-гослова - "101", что обеспечивает сьем импульсной последовательности 1 о с индикатора 8 положения и поступление наиндикатор 7 положения импульсной последовательности 11 малой скважности,Таким образом, в результате срабатывания элемента 12 задержки индикатор 8 10гаснет, а индикатор 7 начинает светитьсямигающим светом, при котором длительность свечения превышает его выключенное состояние. Это свидетельствует о том,что произошел отказ в цепях управления 15при подаче команды на перевод исполнительного механизма из первого (закрытого)во второе (открытое) положение, либо отказв цепях контроля первого конечного положения. 20Отображение этой информации на индикаторе 7 положения сохраняется до техпор, пока не будет выяснена и устраненапричина отказа.Если исполнительный механизм начал 25выполнять поданную по шине 2 управлениякоманду, то, как только контакт датчика закрытого. положения исполнительного механизма разомкнется, на информационнойшине 16 появится сигнал нуля, что приведет 30к смене кода на адресных входах блока 191 о 0110 на 1 о 0100, при этом блок 19 переходит в режим попеременной выборки с частотой 1 о соответствующей пары слов: 5-гослова "000" и 6-го слова "010", 35Появление при этом сигнала нуля навыходе Н блока 19 переводит элемент 12задержки в исходное состояние и одновременно запускает элемент 11 задержки. Кроме того, постоянное при смене этих слов 40присутствие сигнала нуля на выходе Р блока19 приводит к погасанию индикатора 7 положения, а чередование сигналов 0 (в 5-мслове) и "1" (в 6-м слове) на выходе 0) - квысвечиванию индикатора 8 положения мигающим светом с частотой 1 о.Это означает, что исполнительный механизм отошел от своего первого конечногоположения и находится в промежуточномположении (динамическом режиме перемещения иэ первого конечного положения вовторое).Как только исполнительный механизмдостигнет своего второго конечного положения, замыкающий контакт датчика эамкнется и на информационной шине 17появится сигнал единицы, что приведет ксмене кода на адресных входах блока 19 на1 о 0101. Одновременно этот же сигнал поступает на В-вход ЙБ-триггера 4 и возвращает его в исходное (нулевое) состояние, вследствие чего элемент 11 задержки также переводится в исходное состояние, а на адресных входах блока 19 вновь происходит смена кода на 1 о 0001, причемэто происходит с незначительным по отношению к предыдущей смене запаздыванием, определяемым только временем задержки распространения сигнала, и, следовательно, начавшаяся выборка с частотой 1 о пары слов (21-го и 22-го) тотчас же сменяется на выборку новой пары слов (17-го и 18-го), что переводит мигающее свечение индикатора 8 положения в ровное (см, табл. 1). Это свидетельствует о том, что исполнительный механизм полостю окрс и входс во втором конечном положении (статическом, открытом),Если же во время перестановки при переводе исполнительного механизма в сторону открытого положения в нем произойдет неисправность (например, заклинивание),то через время т 2, определяемое временем срабатывания элемента 11 задержки, на его выходе сформируется сигнал "единица", который поступает на вход Ч 2 коммутатора 18 и приводит к смене на его выходе импульсной последовательности Го на 12 повышенной скважности. В результате этого попеременная выборка пары слов (5-го и 6-го), характеризующих промежуточное состояние исполнительного механизма (динамический режим перемещения из первого конечного положения во второе), будет осуществляться с частотой 12 и индикатор 8 будет светиться мигающим светом, при котором длительность его свечения меньше его выключенного состояния. Это свидетельствует о неисправном состоянии исполнительного механизма при выполнении команды на его перевод из первого (закрытого) во второе (открытое) положение, либо отказ в цепях органа контроля второго конечного положения,Перевод устройства из исходного второго (открытого) в первое (закрытое) положение происходит аналогичным образом и отличается кодами выборки программы, занимающей в блоке 19 слова: 17-18, 19 - 20, 3-4 (23 - 24), 11 - 12, 9 - 10 (пары слов записаны в порядке их выборки в процессе работы),Кроме ра"смотренных функций управления, контроля и сигнализации в устройстве осуществляется также сигнализация неисправности в цепях органов контроля конечных положений исполнительного механизма, приводящей к "запрещенной" комбинации сигналов на адресных входах блока 19, которая при нормальной работе быть недолжна, а именно, одновременное присутствие сигналов "единица" на входах Р и Е при любых состояниях остальйых входов и одновременное присутствие сигналов "нуль" на входах Р и Е при отсутствии сигнала "единица" на входе В или С либо одновременном присутствии на этих входах сигнала "единица","Запрещенные" комбинации на адресных входах приводят к попеременной с частотой 1 о выборке слов одной из следующих пар: 1 - 2, 7 - 8, 25 - 26, 27-28, 29 - 30, 31-32.что, в свою очередь, приводит к попеременному свечению с частотой 1 о обоих индикаторов 7 и 8. Это обеспечивается чередованием в противофазе сигналов "0" и "1" на выходах "Р и "С" блока 19 при выборке слов любой из перечисленных пар слов,В табл, 2 приведены состояния выходов ,блока 19 преобразования кода в зависимости от состояния адресных входов в случае использования устройства с двухпозиционными исполнительными механизмами, имеющими три органа контроля положений "Закрыто", "Открыто" и "Промежуточное"Формула изобретения Устройство для сигнализации и управления двухпозиционным исполнительным механизмом, содержащее первую шину управления, которая соединена с первым входом первого ЙБ-триггера, выход которого является первым выходом управления устройства и соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого элемента задержки, вторую шину управления, которая подключена к первому входу второго ЙЯ-триггера,.выход которого является вторым выходом управления устройства и соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, первую и вторую информационные шины, которые подключены к вто рым входам соответственно первого ивторого ЯЯ-триггеров генератор импульсов, выход которого соединен с входом формирователя, импульсов различной сквакности, второй и третий элементы ИЛИ 10 и два индикатора положения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения информативности устройства, в него введены коммутатор и блок преобразования кода, выход первого элемента 15 ИЛИ соединен с первым входом второгоэлемента задержки, выход которого подключен к первым входам второго и третьего элементовИЛИ и к первому входу управления коммутатора, выход которого 20 подключен к первому входу блока преобразования кодов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым индикаторами положения, выходы первого и второго ВЯ-триггеров подключе ны к вторым входам соответственно второгои третьего элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока преобразования кода, третий выход которого подключен к вто рым входам первого и второго элементовзадержки, выход первого из которых соединен с вторым входом управления коммутатора, выход генератора импульсов и первый и второй выходы формирователя импульсов 35 различной скважности подключены соответственно к первому, второму и третьему информационным входам коммутатора, первая и вторая информационные шины соединены с четвертым и пятым входами бло ка преобразования кода.1 41сос кц ц3 3 Э 11 Я Ъо 11 Э 11 а 51:Со оо133 1 С оо ОО ОО ОО ООООоОО О оо1а1 Х 11 Д 1х11 О 1 о оо о- о-о р,ОО ОО ОО ОО ОО ОО ОО 1 а .1 дсо1 Х 1 1 1Д о ооо111 13 К 111111 111 11 Х 31 11 31 1Т -1Е1133 О О1 1о33 - 311 1сооО1о113О О3 11 13 1 3 К 1. З О 3 с л х х е О 3ав 2 ос с63в 1- сч %ц ВО оо оо эс3й 13л8МФ 333 О ЛСО В О сЧ М СС 3 3 Л 33 Восч счсч счсч счсч счсчсчммме13х фххосос Оф Хуфх-о1о эфм оах еф М3 Х Э х1 Э ф хо Л ф а о х 1 О Д Х ЦчТ фу хО М 3 о с М 5 фЦ Еоф Фу о Э Мо 131 1оо 1131М 1Ц 1а111 Рч 11- 11 31 13 Еоо о- о- а- о оо оо ОО ОО ОО 11СОО 11оо аа ао ао оо Оо Оо ОО ОО оо оо 1ЗОЦохЭ 3 --1 19 11оф1 1Ц 11. ос оо ОО Оа - - Ч - ОО ОО са аа Оа ОО оооо о а а О оа - - оа оо оо о о 1 1о ата 3 о с:с- .1о1 1-1 3 1ах1 1-3 а31о1а1 Х 31 ф1 3 1---Э11-Хх3 МЭФ М5 саос со1 1- 1Еа1 Х 11-а3. -- Ло1 - 11 2 1а1 Х 11 ф 33 33 --- .31 Ф1- 13 11 аХ 31-1 а- Л1,1 3- 11 3 1а1 Хф 11 О 11 1111чч 11 вр 11 ЧЧ 1 о -а -О о аа аа О - Оо- о О -О "-о О О б о-.о-о о о-о-а-о-а-о-о оо аа ос ао оа ао оа оо оа оо оо о- ах- о; оч; сЪ- - сЪ- о,- с; сР- а - о-о -о о О О ОО Ом ОО ОО о о о- о- о оо Об ОО ОО Оо оо оо оо оо оо оо оо о о О О оо оооо Ос- О; О- О- О С- ОСа ФФ3Олсо в о - сч ц цс цсц о о лсо мм оъ о МО 11 Э СЧт с о с Щ 3 ФЭ ф 1 х 3 Бн 1 3 фас Э Е Сх х ОФа хл с ФЭ Ох х с 3 х11 31,Х13т11 11 О13 1с 3ф 111Ь11111 сй11- 111 1Р1 13 Л3 1113 ОсохФ 1- 3Н 1 ф1 1с 311 11 311 11оо оо оо оо оо оь о- о- ощ, - ос - о- Ь; о-о-о-о 1111111111 1 1 111 1 3 11 31 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 31 1 1 1 1 11 11 1 1111 1 1 111 1 11 111 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1111 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 111695350 ра Ьост ер, отка ,4 дпрао ; индии гаснет атор 7 ет с час Иеиспна примВ цепялеваятор 8индиимигатой Уеиспра Вность, например, заклй ниВание; инди катор 7 погашен, индикатор 8 мигает с частотой К ердое конечное закрытое) положение; индикатор 7 горигп роВным сдетом, иноикатор 8 погашен ачало открытия поступила команда Открыть" ) ндйкатор 7 горитодным соетом, ииоикатор 8 мй- ает с часгтгоюой фо; запускзлемента 12 Задержки задерлюа г 1) роиежуто чное поолчвна в (из поло- ения закрыто" положени еоткрыто ); индиатор 7 погашен, ндикаторв миает с частотой ; сброс злемента задержки и зауск элемента 0 адерчяизадержка Г ) торсе конечное ткрытое) поло ение; иидииаор 7 йоаашен, ндикагпор 8 орищ роВным Ветом