Релейный коммутатор

Изобретение относится к автоматике ителемеханике и может быть использовано вавтоматизированных системах контроля иуправления.Известен матричный релейный коммутатор, содержащий однообмоточные электромагнитные реле, конденсаторы,подключенные параллельно их обмоткам,при этом каждое реле содержит по крайнеймере один замыкающий и один размыкающий контакты и один свободный размыкающий контакт, обмотки электромагнитныхреле через замыкающие контакты.подключены к шинам питания и через размыкающие контакты - соответственно куправляющим шинам, расположенным построкам, и через последовательно соединенные свободные размыкающие контактыэлектромагнитных реле каждого столбца - куправляющим шинам, расположенным постолбцам.Недостатком этого коммутатора является ограниченное количество комбинацийсостояний матрицы, что сужает область егоприменения,Известен релейный коммутатор; содержащий матрицу из электромагнитных реле,а шин строк и и строк столбцов, соединенных с выходами гп строчных и и столбцовыхключей, входы которых подключены к противоположным шинам источника питания,дешифратор строк, п выходов которого соединены с управляющими входами строчныхключей, шины записи информации, а такжедешифратор столбцов, элемент ИЛИ, временной ключ.и дополнительные замыкающие контакты.Количество. состояний матрицы здесьзначительной больше, поскольку можнообеспечить включение реле в любом узлематрицы. Однако для смены состояния, когда необходимо произвести выключение реле с произвольным номером в одной изстрок, необходимо предварйтельно снятьпитание со всей строки, т,е. провести нерегламентированное изменение состояния некоторых узлов матрицы, что сужает областьего применения.Кроме того, коммутатор обладает невысокой надежностью, так как обмотки релепосле срабатывания их контактов находятсяпод пониженным напряжением питания,так называемым напряжением удержания.Однако в соответствии с техническими условиями в качестве характеристики реле приводится только рабочее напряжение,которое выше напряжения срабатывания.Поэтому применять реле в режиме напряжения удержания нельзя, так как для конкретных реле напряжение удержания может практически совпадать с напряжением срабатывания.Целью изобретения является расширение Области применения коммутатора и по 5 вышение его надежности,Цель достигается тем, что в релейныйкоммутатор, содержащий матрицу иэ электромагнитных реле, п 1 шин строк и и шинстолбцов, соединенных с выходами гп строч 10 ных и и столбцовых ключей, входы которыхподключены к шинам источника питания,дешифратор строк, щ выходов которого соединены с управляющими входами строчных ключей, и шины записи информации,15 согласно изобретению введены генератортактовой частоты, счетчик, п а-разрядныхрегистров записи информации, гп переключателей и входов на общий выход, в х иВС-цепей, при этом выходы счетчика, соеди 20 ненные входом с генератором тактовой частоты, подключены к входам дешифраторастрок, и выходов которого соединены с соответствующими управляющими входамипереключателей, входы 1-го переключателя25 соединены с 1-ми выходамивсех регистровзаписи информации, входы которых подключены к шинам записи информации, выход каждого иэ переключателей подключенк управляющему входу соответствующегоЗ 0 столбцового ключа, а ВС-цепи подключеныпараллельно обмоткам электромагнитныхреле.Достижение положительного эффектаобусловлено тем, что в данной схеме устройЗб ства осуществляется независимое питаниеобмоток реле и отключение любого реле встроке не влияет на состояние других реле.Величина напряжения питания обмотки реле поддерживается на одинаковом уровне,40 соответствующем рабочему напряжению,за счет напряжения, накопленного на конденсаторах йС-цепочек при подаче на нихнапряжения от источника питания импульс-.ным способом в процессе поочередного и45 циклического опроса строк матрицы.Сходный принцип использован в схемединамической индикации, где на светящийся сегмент подается информация в виде импульса тока с определенной скважностью.Из-за инерционности глаза возникает впечатление непрерывности свечения сегмента,Использование в релейном коммутаторе подобной схемы импульсного питания,55 узлов матрицы стало возможным благодарявведению параллельно обмоткам реле ВСцепочек, выполняющих функцию инерционных элементов, Наличие ЯС-цепочекпозволяет подавать импульсы питания наэлементы матрицы с периодом следования.во много раз меньшим времени срабатывания и отпускания примененного типа реле.Осуществление в матричном коммутаторе имйульсного питания обмоток реле, ранее не применяемого, обеспечиваетнезависимость включения и выключения реле в любом узле матрицы.На чертеже. представлена блок-схемазаявляемого коммутатора.Релейный коммутатор содержит такто. вый генератор 1, кольцевой счетчик 2, дешифратор.3 строк, источник 4 питания, аключей 5 строк и и ключей б столбцов, матрицу 7, состоящую из ги х и электромагнитных реле 8 и е х и ЯС-цепочек 9, ипереключателей 10 а-входов наобщий выход, и в-разрядных регистров 11 записиинформации, шины 12 записи информациив регистры 11, шины 13 связи регистров спереключателями,Выход генератора 1 подключен к входусчетчика 2, выходы которого соединены свходами дешифратора 3. Выходы дешифратора 3 соединены с управляющими входамиги строчных ключей 5, входы которых соединены.с первым полюсом источника 4 питания, а выходы подключены к строкамматрицы 7. Каждая из строк объединяет первые выводы обмоток реле 8;1-1+8-1-и и первые выводы ЯС-цепочек 9+1+9+и, где =. 1,2щ,Вторые. выводы обмоток реле 8+1+8-1 а и вторые выводы ЯС-цепочек 9+1+9-1-ги,где = 1,2,и, объединены в и столбцов иподключены к выходам столбцовых ключей6, входы которых соединены с вторым полюсом источника 4 питания, Управляющие входы столбцовых ключей 6-1+6-и подключенык выходам переключателей 10-1+10-и. Каждый из переключателей 10 содержит ги управляемых ключей, управляющие входыкоторых соединены с выходами дешифрато. ра 3. Входы переключателей 10 соединенычерез шины 13 с регистрами 11. записи информации, причем входы первого пЕреключателя 10-1 соединены с первыми выходамивсех регистров 11-1+11-е, входы второгопереключателя 10-2. соединены с вторымивыходами всех регистров 11 и т.д. Шины 12осуществляют запись информации в регистры 11.Работа коммутатора происходит следующим образом.Запись информации производится в регистры 11, причем каждый регистр определяет состояние соответствующей строки. Кпримеру, в первом регистре 1-1 запись "1"осуществлена во все ячейки, кроме последней, во втором регистре "1" записана на вторую ячейку и т.д. Импульсы с выхода генератора 1 поступают на кольцевой счетчик 2. Дешифратор 3 в каждый момент времени определяет состояние счетчика 2, и на 5 его выходах поочередно появляются импульсы, управляющие ключами 5-1+5-ги.При поступлении импульса на первый выход дешифратора 3 поступает импульс на уп равляющий вход ключа 5-1, подключая первую 10 строку к источнику 4 питания. Одновременно этот же импульс поступает на одноименные управляющие входы переключателей 10-1+10-и. Поскольку по шинам 13-1-1, 13- 1-2 и т,д, (за исключением 13-1-и) на соот ветствующие входы переключателей10-1+10-и подаются "1", при поступлении сигнала с первого выхода дешифратора 3 на выходах переключателей 10-1, 10-2 и т.д, (за исключением 10-и) появляются "1", кото рые поступают на управляющие входы всехстолбцовых ключей б, за исключением последнего. Вторые выводы обмоток реле 8-1 и ЯС-цепочек 9-1, за исключением последних в строке, подключается к второму полю су источника 4 п.итания, В течениедлительности импульса дешифратора начинается заряд конденсаторов времязадающих цепей 9-1. Этого напряжения недостаточно для срабатывания реле 8-1. В 30 следующий момент времгни появляется напряжение на втором выходе дешифратора 3, первая строка матрицы отключается от ис, точника питания, и напряжение поступаетна вторую строку. Одновременно этот же 35 сигнал с выхода дешифратора 3 поступаетна переключатели 10-1+10-и. Поскольку в регистре 11-2 "1" записана только во вторую ячейку, она по шине 13 - 2-2 поступает на выход переключателя 10-2 и на управляющий вход второго столбцового ключа 6-2.На остальных ключах 6 управляющий сигнал отсутствует. При замыкании ключа 6 - 2 подается напряжение го второй вывод обмотки реле 8-.2-2 и ЯС-цепочки 9 - 2-2. В 45 течение длительности импульса дешифратора 3 конденсатор времязадающей цепи 9-2-2 получает порцию заряда. Аналогично происходит процесс при поступлении сигнала на последующие выходы дешифрато ра. При возобновлении цикла вновьпроисходит подключение к источнику 4 питания первой строки ивсех столбцов, за исключением последнего. Конденсаторы времязадающих ЯС-цепей 9-1 вновь пол учают порцию заряда и т.д. Через некотороеколичество циклов напряжение заряда конденсаторов времязадающих цепей становится достаточным для срабатывания электромагнитных реле 8 и осуществляется1817649 Составитель Н. БуровТехред М,Моргентал Корректор Я, Ливринц Редактор Г. Бельская Заказ 507 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 срабатывание соответствующих координатных узлов матрицы. Количество строк выбирается таким, чтобы напряжение на обмотках реле за период опроса строк не снизилось меньше минимально допустимо го рабочего напряжения на обмотках реле, Время задержки включения реле из-за цикличности опроса невелико и определяется скважностью импульсов опроса и зарядноразрядными процессами, конденсатора 10 времязадающей ВС-цепочки. Так, в конкретном варианте выполнения коммутатора . напряжение на обмотках реле достигает рабочего напряжения всего за три цикла опроса и задержка на включение в результате 15 циклического опроса составляет не более 60 мкс при времени срабатывания реле (в соответствии с ТУ) 4 мс.Количество строк матрицы выбирается таким, чтобы при заданных скважности им пульсов и напряжении питания напряжение Формула изобретения 1РЕЛЕЙНЫЙ КОММУТАТОР, содержа щий матрицу из электромагнитных, реле, а шин строк и и шин столбцов, соеди-; ненных с выходами гп строчных и и, столбцовых ключей, входы которых под- ключены к шинам источника питания, 30 дешифратор строк, п 1 выходов которого, соединены с управляющими входами строчных ключей, и шины записи ин- формации, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения 35 и повышения надежности, в него аведе- ны генератор тактовой частоты, счетчик, па-разрядных регистров записи информации,. щ переключателей и входов на на обмотках реле за период опроса строк неснижалось менее минимально допустимогорабочего напряжения. Так, при длительности импульсов опроса 4 мкс, напряжении источника питания 24 В и при четырех строках матрицы снижение напряжения на обмотках реле любой строки в процессе опроса других строк и в установившемся режиме составляет не более 2 В. Поскольку минимальное рабочее напряжение реле составляет 20 В, а максимальное напряжение заряда конденсаторов время- задающей цепи близко к напряжению источника питания, напряжение на обмотках включенных реле находится в пределах рабочего напряжения. При необходимости увеличения числа строк матрицы необходимо повысить напряжение питания, но в пределах ограничений, накладываемых на рабочее напряжение данных типов реле. общий выход, щп ВС-цепей, при этом выходы счетчика, вход которого подключен к выходу генератора тактовой частоты, соединены с входами дешифратора строк, в выходов которого соединены с соответствующими управляющими входами переключателей, входы 1-го переключателя соединены с 1-ми выходами всех регистров записи информации, входы которых подключены к шинам записи информации, выход .каждого из переключателей подключен к управляющему входу соответствующего столбцового ключа, а ВС-цепи подключены параллельно обмоткам электромагнитных реле.