Устройство для управления включением резервных исполнительных элементов

(5 ИЯМАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ РАВЛЕНИ ЙСПОЛНИ троист пок"Пу о сок",М лниЛИ - втор нтов ия Ис ентов+1 элемики 39енты ЙЛ5, буфе и 40, И 42 рный ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(21) 4864238/2,4 (22) 11.06.90 (46).23.07,92, Бюл. М 27 (71) Научно-производственное обьединение "Аврора", 72) Я.И.Фридман, Г,П.Орунов, М,В.Абрамова, В,А.Годунов и Е.С.Сухарева (56) Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1434404, кл. О Об В 19/18, 1986,Авторское свидетельство СССР Ь 1437831, кл. 0 05 В 19/18, 1987.Авторское свидетельство СССР М 1462244, кл. 6 05 В 23/02, 1987. 2(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УП ВКЛЮЧЕНИЕМ РЕЗЕРВНЫХ ТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (57) Сущность изобретейия: ус держит М кнопок "Стоп", М кно реле запуска, й реле включен тельных элементов,блок элем НЕ 26, М элементовЗИ 27 - 29, 47, И+1 ВЗ-триггеров 30-33, И 2 И 34 - 37, элемент И 38, счетч реверсивный счетчик 41; элем и 43, сдвиговые регистры 44 и 4 регистр 46 3 ил 53 . 1749886 4Изобретение относится к автоматиза- Недостатком известного устройства явции, ь частности к устройствам автоматиче- ляется невозможность автоматическогоскотоподключениярезервных подключения резерва при решении указан-,исполнительных элементов при неисправ- ной задачи (если все й элементов резервиности основных, и может быть использова руют один другого, М - основные, К -но в . сйстемах.управления резервные),резервированными объектами (в частности, Целью изобретения является повышесудовыми). ; ;" . ние точности устройства.Известны устройства программного уп-: Устройство содержит блок ручного управления устройства для контроля дублиро равления и исполнительные элементы новованных блоков и системы управления сго блока подклочения резерва, выходырезервированием, В этих устройствах либо которого соединены с входами блока ручноотсутствует дублирование йсполййтельных го управления, а на входы поступают сигнаэлементов(или каналов самой системы), ли-лы от датчиков состояния объекта,бо при неисправностй основного исполниКафиг 1 показанафункциональйаясхетельного элемента (кайала) производится ма устройства; на фиг. 2 - схема узла подпереключение на резервный с помощью ключения резерва; на фиг,З - диаграмма егоспециального устройства переключения. работ,При этом рассматриваются найболее про-:В состав устройства входят узел 1 ручстые виды резервирования, как правило 20 ного управления, узел 2 исполнительныхдублирование. .. элементов, узел 3 подключения резерва,Существуют йримеры более сложного В состав узла 1 ручногоуправления вхообьединенияоднотипных исполнительных дят К кнопок "Стоп" 4-6, И кнопок "Пуск"элементов в резервированные группы, На-7 - 9, М реле запуска (обмотки реле 10-12,пример, для обеспечения работы масляной контакты 13 - 15 реле соответственно,;.системы механизма уйравления судовым 25 В узел 2 исполнительных элементоввинтом регулируемогошага(ВРШ)наодном входят М реле включения исполнительныхизпроектов судна:предлагается йспользо- - элементов(обмоткиреле 16 - 18,контакты 19вать резервированную группу из четырехи 20, 21 и 22, 23 и 24 реле соответственно.насосов, работающих на одну магистраль, В узел 3 подключения резерва входятПри этомв нормальном режиме в качестве 30 (фиг.2) генератор 25 импульсов, синхрониосновных включены два любых насоса, ос- . зирующий работу элементов узла 3, блок 26тальные два - резервные и при отказе одно- . элементов И 3 И-НЕ, И элементов ЗИ 27-29,го из работающих включается один из дешифратор 47, (И+1) ЯЯ-триггеров 30-33," включены три насоса (любых), четвертый - 35 счетчика 39-41, один из которых реверсив резервныйвключаетсяприотказеодногоиз . ный(41,; два элемента ИЛИ 42 и 43, три, ",:работающих, Выбор и включение исполни- . регистра 44-46, два из которых (44 и 45)тельного элемента(насоса) осуществляется сдвиговьге регистры, а третий регистр 46оператором, В общем случае имеется Й еди- буферный. и построен йз М параллельно ра-"тов, из которых могут быть включены М .В узле 1 размыкающие кнопки "Стоп"любых. элементов (1Мй), Остальные К . 4-6 соединены последовательно с соответ,элементов - резервные (К = М - М), При отка-: ствующими замыкающими. кнопками "Пуск"" зе одного (любого) из М элементов автома-7-9, контакты 13-15 реле соединены паралтически должен включаться один (любой) из 45 лельно соответствующим кнопкам "Пуск".К элементов;:Выходы узла 1 соединены с соответствуюНедостатком указанных устройств яв- щими катушками реле 16-18; замыкающие.ляется:то,что они не решают задачу управ-контакты 20,22 и 24 включают(или отключалений Й резервированными элементами. ют) испОлнительные элементы, а контактыЙаиболее близким к предлагаемому яв 19; 21 и 23 подсоединены параллельно соот ляется устройство для управления включе-;- ветствующим кнопкам "Пуск", Квходамузланмем"ЙСполнительных элементов, В состав . 1 подсоединенывыходы узла 3, на входыустройства:входят соединенные соответст-которогоотобъектовуправления поступаютвующим образом контроллер, коммутатор Й дискретных сигналов "Работа", свидережимов,"исполнительные элементы, блок 55 тельствующих о рабочем (включенном) илиручногбуправления; элемейты защиты. Уст- нерабочем (отключенном) состоянии обърОЙство предйдзначено для управления ектов и И дискретных сигналов "Неисправ(включейий; Отключейия) й однотипными ность", свидетельствующих о неисправномисполнйтельййми элемейтами..:;или исправном состоянии.объектов. Выходы1749886узла 3 соединены с обмотками реле 10-12 Хр - сигнал о работе 1-го объекта,узла 1, узлы 1 - 3 взаимодействуют следую-Этот код в моменты то, 2 о записываетсящим образом. Прр нажатии одной (или не- в регистр 45, С второго выхода таймера поскольких) кнопки "Пуск" срабатывает ступают импульсы, частота которых на несоответствующее реле 16 - 18, один из кон- сколько порядков выше частоты с первоготактов которого включает обьект управле выхода(около 1000 Гц). Импульсы с первогония, а другой шунтирует кнопку "Пуск", и второго выходов генератора синхронизиобеспечивая питание обмотки при отпуска- рованы и в момент формирования импульсании кнопки "Пуск". При нажатии кнопки на первом выходе на втором выходе им" топ" рвется цепь питания управления; пульс не формируется (блокируется). ИмНеобходимостьвключения резерваопреде пульсы с второго выхода генерат 25етс узлом 3 на основании анализа сигна- через элемент 2 И 37 поступают на входенераторалов "Работа", "Неисправность"., сдвига регистра 44, в то же время сигнал сзел также формирует сйгналы на триггера 33 блокирует прохождение этихвключение резерва, При необходимости импульсов через элемент И 38 на счетчик 40.включения резерва сигнал включения с узла- Импульсы, поступающие на вход сдвига3 поступает на реле 10-12 узла 1. Контактырегистра 44, сдвигают код находящ3 - реле шунтируют кнопку "Пуск" и сра- регистре,покольцу, 1 ч ймпульсов возвращабатывает реле 16 - 18 выбранного обьекта;юткод регистра 44 в исходное состояние, аСигналы "Работа" и "Неисправность" фор выходной код счетчика 41 соответствуетмируются либо непосредственно датчика- числу неисправных объектов. После подачими, установленными на объектах, либо М импульсов на вход сдвигарегистра 44 напростейшим логическим устройством, обра- выходе счетчика 39 формируется сигнал, пебатывающим сигналы от датчиков. Напри- реводящий триггер 33 в состояние "1", чтомер, для насосов состояние "Работа" 25 блокирует прохождение импульсов на входопределяется наличием сигналов на реле сдвига регистра 44 (фиг,З, момент т), Этотвключения, питания привода, давления в жесигнал поступаетнаэлемент Й 38. Еслитрубопроводе, Для других объектов это дру- выходной код счетчика 41 соответствует "0"гие логические сигналы, . (нет неисправных объектов), то нулевой сигПри включении системы все триггеры 30 нал с элемента ИЛИ 42 блокирует элементЗО - 33, счетчики 39 - 41, генератор 25, реги- И 38 и подключение резерва не происходит,стры 44 - 46 устанавливаются в исходное ну-. Если же выходной код счетчика 41 (неисплевое состояние (соответствующие равных объектов) не равен нулю, на выходеэлементы установки нулевого состояния не элемента ИЛИ 42 формируется сигнал "1" и,показаны). 35 начиная с момента 1 (фиг.З), импульсы сГенератор 25 на нулевом выходе 1 фор- второго выхода генератора 25 поступают намирует последовательность ймпульсов час- счетный вход счетчика 40 и вход сдвига ретотой 0,5 - 1,0 Гц, определяющих цикл гистра 45,работы устройства. Каждый такой импульс С выхода счетчика 40 на инфармационприводит в исходное состоянйе счетчики 40 ные входы дешифратора 47 поступает код39 - 41, триггер ЗЗ и одновременно формиру- номера, соответствувщего числу сдвиговет сигналы считывания информации в реги- регистра 45, а с выхода регистра 45 - сигналстры 44 и 45, По сигналу считывания в "1" или "0", поступающий на управляющиймоменты то, 21 о, (фиг,З) в регистр 44 зано- вход дешифратора ("1" соответствует омс тся код, в котором единица 1-го разряда 45 что 1-й объект управления может использосвидетельствует о неисправности 1-го объ- ваться как резерв). Если с выхода регистраекта и требовании на включение резерва, , 45 поступает сигнал "1" дешифра 47Бллок элементов ИЛИ - НЕ 26, состоящий из . формируетсигнал,соответствующий выходИ элементов ИЛИ с инверсным выходом, на ному коду счетчика 40, т.е. сигнал на вклю-входы каждого из которых подаются сигна чение очередного. резервноголы" абота" и "Неисправность" для соответ- исполнительного элемента (нулевой сигналствующего объекта, формирует код, в с выхода регистра 45 приводиткобнулениюкотором единица 1-го разряда свидетельст- всех выходов дешифратора 47), Одновревует о том, что 1-й объект не работает и менно с этим сигнал с выхода элемента ИЛИисправлен (и может использоваться как ре 43 уменьшает код счетчика 41 неисправныхзервный), т.е, логическая функция для 1-го объектов на единицу. Если обслужены всевыхода блока 26 соответствует функции заявки на резерв(код счетчика 41 стал н леУ =Х +Х 1- н р, вым)элементы ИЛИ 42 и И 38 блокируютнулгде Хы - сигнал о неисправности 1-го обьек- дальйейшую работу устройства (фиг.З, момент 12), В момент 12 на выходе регистра 46формируются заявки на включение резервных обьектов по факту неисправностей, обнаруженных в момент то. Эти заявки поступают на реле 10-12 узла 1, Период Тз(от т 2 до 2 то) выделяется на срабатываниереле 10-12 и 16-18Может оказаться, что неисправных обьектов больше, чем резервных, В этомслучаеработа счетчика 40 и регистра 45 блокируется не сйгналом от элемента ИЛИ 42 (свидетельствующем о том; что все заявки обслужены), а сигналом с выхода дешифратора 47, формирующимся в момейт, когдакод на выходе счетчика 40 соответствует Й(т.е. не все заявки обслужены, но среди Йобьектов резервных блоков больше нет).Кроме того, при записи в регистр 44 информации по импульсу с первого выхода генератора 25 (фиг.З) единичные сигналы с выходов регистра через элементы ЗИ 27 - 29поступают на триггеры 30 - 32 и переводятих в состояние, блокирующее йрохождейиесигналов "Неисправность" через элементй 2 И 34-36 в следующем цикле от тех неисправных объектов, заявка от которых уже поступила в регистр 41, Это делается для того, чтобы одна и та же заявка от неисправногообъекта не подключала последовательно все новые и новые резервные обьекты, Когда сигнал "Неисправность" снят(после восстановления объекта вручную илиавтоматически), триггеры 30-32 устанавлйваются в состояние, позволяющее ввести в регистр 44 информацию о неисправности,возникающеи вновь в восстановленномобьекте. Таким образом, устройство циклически(раз в 1-3 с) определяет вновь поступившие сигналы "Неисправность" от обьектов управления и формирует сигналы включениярезервных объектов. При этом может обслуживаться группа из Й обьектов, резервирующих один другого. Любые М объектов могугбцть включены какосновные(1 МЙ),остальные находятся в резерве и включаются (автоматически) при отказе любого из основных объектов.Формула изобретенияУстройство для управления включениемрезервных исполнительных элементов, содержащее Й пар из последовательно соединенных кнопок "Стоп", "Пуск" по числуисполнительных элементов, Й реле запуска, имеющих Й замыкающих контактов, Й релевключений иСполнительного элемента, первый вывод обмотки которых подключен кобщей шине, а второй вывод- к свободным выводам кнопок "Пуск", первым выводам контактов реле запуска и контактов реле включения исполнительных, вторые выводы 20305055 которых соединены с вторыми выводами контактов реле запуска и общим выводом кнопок "Пуск" и "Стоп", другие выводы которых соединены с шиной питания, первые выводы обмоток реле запуска соединены с шиной питания, первые выводы обмоток реле запуска соединены с общей шиной, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет автоматического поддержания заданного числа работоспособных исполнительных элементов, в него введены генератор импульсов, блок элементов ИЛИ - НЕ, с первого по (Й+1)-й ВЯ-триггеры, с первого по Й-й элемейты ЗИ,с первого по ( К+1)-й элементы2 И, элемент И, первый и второй счетчики, реверсивный счетчик, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй сдвиговые ре- гистры, буферный регистр и дешифратор, выходы которого соединены с входами второго элемента ИЛИ и йнформационными входами буферного регистра, вход записи которого соединен с входами записи первого и второго сдвиговых регистров и входами сброса первого и второго счетчиков, реверсивного счетчика (Й+1)-го ВЯ-триггера, первым выходом генератора импульсов, первыми входами с первого по К-й элементов ЗИ, вторые входы которых являются входами анализа непрерывности устройства, предназначенными для подключения выходов неисправности исполнительных элементов, и соединены с инверсными входами сброса триггеров, первыми входами элементов 2 И и первыми входами блока элементов ИЛИ - НЕ, вторые входы которых являются входами устройства, предназначенными для подключения выводов, сигнализирующих о включенности исполнительного элемента, а выходы соединены с информационными входами второго сдвигового регистра, сдвиговый вход которого соединен с выходом элемента И и счетным входом второго счетчика, выходы которого соединены с информационным входом дешифратора, вход разрешения которого соединен с выходом второго сдвигового регистра, вторые входы и выходы элементов 2 И соединены с инверсными выходами ЙЗ-триггеров и информационными вхОдами первого сдвигового регистра, выходы которого соедийены с третьими входами элементов ЗИ; выходы которых соединены с входами установки ВЯ-триггеров, вход сложения, вход вычитания и выходы реверсивного счетчика соединены соответственно с входом старшего разряда первого сдвигового регистра, выходом второго элемента ИЛИ и с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с пер10 1749886Яыю/зимсном Выл/уовщД 7Айтау,/ годами озориз Составитель В,Гриш И.Шулла, Техред М,Моргенталректор ак Заказ 4454. Тираж Подписное , 8 НИИПИ Государственного комитета поизобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45 льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 оизводственно-из Явым прямым входом элемента И, инверсные входы которого соединены с выходом старшего разряда дешиФратора, второй вход-.с выходом (И+1)-га ЙЯ-триггера и инверсным входом (8+1)-го.элемента 2 И, третий пря мой вход - с вторым выходом генератора импульсов, со счетным входом первого счетчика и с прямымвходом (И+1)-го элемента 2 И, выход которого соединенсо: сдвиговцм входом йервого сдвигового регистра, выхо- ды буферного регистра соединены с вторыми выводами обмоток реле запуска, а выход перейолнения йервого счетчика соединен с входом установки (И+1)-го ВЗ-триггера.