Устройство автоматической коммутации

бь;ОЙЙСАНИЕ 3832 ЬЙЗОБРЕТЕЙ ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ С спа Сй еетски к Сокналнс-,ииескил ГеспубликЗависимое от авт. свидетельства-Заявлено 09 Л 7.1970 (М 1426267/26-9)с присоединением заявки-М. Кл. Н 031 с 1 Комитет по делаи изобретений и открынй при Сосете Министрее СССР. Г, Ивань аявител ТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОИ КОММУТАЦИ Изобретение относится к коммутационной технике и может найти применение в устройствах автоматической коммутации соединений между различными объектами.Известно устройство автоматической коммутации, состоящее из коммутационных элементов, узла управления, узла встроенного самоконтроля и коммутационной схемы. Коммутационная схема, имеющая и входов и т выходов, является двухкаскадной четырехступенной полнодоступной структурой с Й одновременно организуемых (одновременно устанавливаемых, либо одновременно разрушаемых, либо одновременно существующих) соединений. Первый каскад - коммутационный (А Ха) -полюсник, вьгполнен в виде Й (1 Хп)-полюсников, одноименные выходы которых (от 1 до и) объединены. Второй каскад - коммутационный (Й Х пг) -полюсник, выполнен в виде Й (1 Хт)-полюсников, одноименные, выходы которых (от 1 до т) объединены. Входы (ЙХп) -полюсника (от 1 до Й) объединены с одноименными входами (ЙХпг)- полюсника. При решении многих коммутационных задач (например, при управлении и контроле) высокие комбинаторные возможности коммутационной схемы известного устройства не только не используются, полностью, но в ряде случаев являются нежелательными и даже недопустимыми. Известная коммутационная схема применительно к таким коммутационным задачам обладает сложной структурой, не исключает возможности организации неиспользуемых 5 соединений, имеет до четырех и выше коммутационных точек в одном соединительном пути между любой, парой вход - выход (выход - вход), а также низкую достоверность коммутации,10 Цель изобретения - упрощение структурыкоммутационной схемы, полное исключение неиспользуемых соединений, сокращение числа коммутируемых точек в одном соединительном пути, повышение достоверности ком мутации.Это достигается тем, что коммутационнаясхема, имеющая г входов и пг выходов, содержит коммутационное поле, выполненное в виде совокупности гальванически развязанных коммутационных двухполюсников с одной точкой коммутации, узел объединения входов коммутационной схемы и коммутационного поля и узел объединения выходов коммутационной схемы и коммутационного поля, каждый из которых выполнен в виде совокупности гальванически развязанных (1 Хг) -полюсников, причем входы коммутационной схемы соединены с одноименными входами первого узла объединения, выходы .первого узла объ- ЗО единения - с одноименными входами коммутационного поля, выходы коммутационного поля - с одноименными входами второго узла, выходы второго узла - с одноименными выходами коммутационной схемы, при этом в первом узле в (1 Х)-полюсники в качестве общего и разветвляющихся полюсов объединены соответственно вход коммутационной схемы и входы коммутационного поля, а также, наоборот, вход коммутационного и входы коммутационной схемы, во втором узле - соответственно выход коммутационного поля н выходы коммутационной схемы, а также, наоборот, выход коммутационной схемы и выходы коммутационного поля, причем технически (1 Х)-полюсники могут быть реализованы любым известньгм спосооом, а коммутационные двухполюсники - на любых известных коммутационных элементах (контактах реле, полупроводниковых диодах, транзисторах и т. п,) .На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - ,коммутационная схема с раскрытием структуры,Блок-схема устройства содержит коммутационную схему 1, имеющую г входов и т выходов, состоящую из коммутационного поля, узла 11 объединения входов коммутационной схемы и коммутационното поля и узла 111 объединения выходов коммутационной схемы и коммутационного поля, коммутационные элементы 1 Ч (реагирующие органы), узел У управления и узел Ъ 1 встроенного самоконтроля.Коммутационное поле схемы 1 выполнено в виде совокупности гальванически развязанных контактных коммутационных двухполюсников с одной точкой коммутации. Другими словами, подключение входа к выходу в каждом коммутационном двухполюснике производится одним нормально разомкнутым контактом реле. Входы двухполюсников образуют входы коммутационного поля, выходы двухполюсников - ,соответственно выходы коммутационного поля. Каждый двухполюсник выполнен в виде одного нормально разомкнутого контакта реле и организует соединение поля схемы 1. Например, третий двухполюсник организует соединение только между третьим входом и третьим выходом коммутационного поля.Узел 11 объединения входов коммутационной схемы и коммутационного поля выполнен в виде совокупности гальванически развязанных неком мутируемых (1 Х ) -полюсников. Число входов узла 11 равно числу входов и коммутационной схемы, число выходов узла 11 - числу входов 1 коммутационного поля схемы 1. В узле 11 (см. фиг, 2) показаны следующие (1 Х ) -полюсники: три (1 Х 1) чполюсника, объединяющие соответственно вход 1 и выход 1, вход 4 и выход 1+1, вход и и выход 1; один (1 Х 2)-полюсник направления выход - вход узла 11, объединяющий 1 - 1 выход и и - 1 и а - 2 выходы; один (1 Х 1)-полюсник направления вход - выход узла 11,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 объединяющий вход 2 и выходы 2, 3, , 1.Узел 111 объединения выходов коммутационной схемы и коммутационного поля выполнен в виде совокупности гальванически развязанных некоммутируемых (1 Х) -полюсников. Число входов узла 111 равно числу выходов 1 коммутационного поля схемы 1, число выходов узла 11 - числу выходов т коммутационной схемы, В узле 111 для примера показаны следующие (1 Х) чполюсники: пять (1 Х 1) -полюсников, обьединяющих соответственно вход 1 и выход 1, вход 2 и выход 4, вход 3 и выход 2, вход 1 и выход 3, вход 1 - 1 и выход т; один (1 Х 2) -полюсннк направления вход - выход узла 111, объединяющий соответственно вход 1 и выходы т - 1 и т - 2; один (1 Х ) -полюсник направления выход - вход узла 111, объединяющий выход 7 и входы 1+1, 1+2 1 - 2. Входы коммутационной схемы 1 связаны с одноименными входами узла 11, выходы узла 11 - с одноименными входами коммутационного поля схемы 1, вы. ходы коммутационного поля схемы 1 - с одноименными входами узла 111, выходы узла 111 - с одноименными выходами коммутационной схемы.Коммутационная схема работает следующим образом.Соединение между некоторой парой вход - выход коммутационной схемы устанавливается только тогда, если оно предусмотрено в узлах 11 и 111. Для того, чтобы установить соединение, достаточно, чтобы было образовано соединение между входом и выходом соответствующего двухполюс ника коммутационного поля схемы 1. Например, при замыкании нормально разомкнутого контакта 1 в коммутационном двухполюснике устанавливается соединение между первым входом и первым выходом коммутационной схемы по цепи: вход 1 коммутационной схемы, вход 1 узла 11, выход 1 узла 11 вход 1 коммутационного поля схемы 1, нормально разомкнутый контакт 1, выход 1 коммутационного поля схемы 1, вход 1 узла 111, выход 1 узла 111, выход 1 коммутационной схемы. При замыканин нормально разомкнутого контакта в коммутационном двухполюснике под номером 1 устанавливается соединение между парой вход 2 - выход 2 коммутационной схемы по цепи: вход 2 коммутационной схемы, вход 2 узла 11, выход / узла 11,:вход у коммутационного поля схемы 1, нормально разомкнутый контакт у двухполюсника, выход у коммутационного поля схемы 1, входузла 111, выход 3 узла 111, выход 3 коммутационной схемы,Любое другое соединение устанавливают аналогичным образом. Так, например, для установления связи входа 2 коммутационной схемы одновременно со всеми соответствующими ему выходами коммутационной схемы необходимо замкнугь контакты в двухполюсниках 2, 3, , 1. Для разрушения уже установленного соединения необходимо разомкнуть383210 состава и характера (1 Х 1)-полюсников в узлах 11 и 111, либо путем перепайки перемычек, либо с помощью картолодборочного устройства, либо путем изменения программы вклю чения реле, либо путем замены одних узлов11 и 111 другими.Такое построение коммутационной схемыпозволяет достичь оптимального соотношения между основными ее характеристиками, а именно; обладая доступностью для заданного класса коммутационных задач, коммутационная схема в то же время имеет простую структуру, исключает возможность организации неиспользуемых соединений, имеет мини мальное число коммутационных точек в одномсоединительном пути, повышенную надежность коммутации.Простота структуры предлагаемой коммутационной схемы по сравнению с известной и 20 невозможность организации неиспользуемыхсоединений очевидны (см. фиг. 1, 2). Число коммутационных точек в одном соединительном пути умечьшено до одного. В табл. 1 н 2 даны количественные значения некоторых сравниваемых параметров, иллюстрирующих получаемый положительный эффект,релейчый контакт соответствующего двухполюсника. Например, если сущестзует соединение между парой вход а - 3 - выход 7 коммутационной схемы, надо разомкнуть контакг в двухполюснике 1 - 2,В общем случае число (1 Хг)-полюсников в узлах 11 и 111, их направление разветвления и значение параметра может быть различным .и зависит от коммутационной задачи, решаемой коммутационной схемой. Образование (1-полюсников (см. фиг. 2), т. е. абъедн. нение соответствующих;полюссв, осуществлено путем распайки монтажных перемычек. Однако исполнение (1)(1) -полюсников может быть осуществлено и другими способами, например, с помощью картоподборочных устройств, на контактах реле, блокируемых на время выполнения коммутационной задачи и др. Каждый из узлов 11 и 111 выполнен в виде сменного, функционально самостоятель ного и конструктивно автономного элемента. Практически это узлы программирования коммутационной возможности коммутационной схемы, Смена коммутационной возможности, обеспечивающей решение заданного класса коммутационных задач, осуществляется в результате оперативного изменения Таблица 1 Параметры сравнения объем КЭ, м количество КЭ, штук Коммутационные элементыпредлагаемая ком мутационная схема(КЭ) известная коммутационная схема 0,015 0 003 реле РЭС4400 1000 0,05 44 10 Таблица 2 Параметры сравнения вероятность безотказной работы Ком мугационные элементы(КЭ) реле РЭСО 0,943 0,987 1750 7600 Рассчеты выполнены для п=т=1000; 1=20 и экспоненциального закона распределения времени между отказами элементов.Предлагаемая коммутационная схема была апробирована:в устройстве автоматической коммутации в составе автоматической системы контроля оборудования сложных объектов. тем, что, с целью упрощения структуры коммутационной схемы, исключения неиопользуемых соединений, сокращения числа коммутационных точек в одном соединительном пути 30 и повышения доставерности коммутации, коммутационная схема содержит коммутационное поле, выполненное в виде совокупности гальванически развязанных коммутационных двухполюсников с одной точкой коммутации, узел 35 объединения входов коммутационной схемы нкоммутационного поля и узел объединения выходов коммутационной схемы и коммутационного поля, каждый из которых выполнен 40 в виде совокупности гальваничеоки развязанПредмет изобретения 1. Устройство автоматической коммутации, состоящее из коммутационной схемы, коммутационных элементов, узла управления и узла встроенного самоконтроля, отличающвеся малогабаритный координатный со.единитель среднее время межд отказами, час383210 ЗглаланнаяРнФорма ц ая УраРляю цая ив;бормагия ных (1 Хс) -полюсников, причем входы коммутационной схемы соединены с одноименными входами узла объединения входов выходы узла объединения входов - с одноименными входами коммутационного поля, а выходы коммутационного поля - с одноименными входами узла объединения выходов, выходы узла объединения выходов - с одноименными выходами коммутационной схемы.2, Устройство,по п. 1, отличающееся тем, что в узле объединения входов в (1 Х)-полюс- ники в качестве общего и разветвляющихся полюсов объединены соотвегсгвенно вход коммутационной схемы и входы коммутационного лоля, а также, наоборот, вход коммутационного поля, и входы коьтмутационной схемы, в узле объединения, выходов - соответственно выход коммутационного поля и выходы коммутационной схемы, а также, наоборот, выход коммутационной схемы и выходы коммутационного поля, при этом (1 Х)-,полюсники могут быть реализованы любым известным способом, а коммутационные двухполюсники - на любых известных коммутационных элементах,)Составитель Д. Голубевич Редактор Р. Солод Техред Л. Грачева Корректор В, Бры Заказ 586 Изд.611 Тираж 780 Подписи ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5ипография24 Союзполиграфпрома, Москва, 121019, ул, Маркса - Энгельса, 14