Релейный коммутатор для систем централизованного контроля, управления и регулирования

(72) Авторы изобретения А. М.,Литвинов, В. А. Стулов, Н. В. Добровольски А. А. ЛунинЛ. И. Шинкарчук и В. Н невский институт автоматики им. ХХЧ съездИзобретение относится к автоматике и передаче сообщений в автоматизированных системах управления технологическими процессами промышленных предприятий и может быть использовано в системах централизованного контроля, управления, регулирования и измерения, в которых объекты расположены группами или по одиночке на некотором расстоянии друг от друга.По основному авт. св.51791 7 известен релейный коммутатор для систем централизованного контроля, управления и регулирования, содержащий общую и три поочередно коммутируемые шины движения, подключенные к внешнему источнику тактовых импульсов, реле, подключенные первыми концами обмоток соответственно к избирательным шинам, а вторыми - к общей шине, первое - через параллельно включенные между собой замыкающие контакты последующего и собственного реле, последние - через параллельно включенные между собой замыкающие контакты предыдущего и собственного реле, все остальные реле - через параллельно включенные между собой замыкающие контакты предыдущего, последующего и собственного реле, кнопки прямого и обратного пуска, соединенные одними выводами с общей шиной, а другими - с вторыми выводами обмоток, первая первого реле, а вторая - последнего реле 1.Недостатком данного коммутатора является отсутствие контроля положения реле в нем, что особенно важно при использовании. коммутатора в качестве распределенного, когда отдельные его элементы размещены на значительной площади. При сбое, возникающем при переключении одного реле коммутатора на другое (т. е. при переключении коммутатора с объекта на объект), в результате рассинхронизации со стыкованной с коммутатором аппаратурой на ДП и отсутствием контроля за положением его реле, информация, поступающая на ДП от одного объекта может быть учтена как информация от другого объекта.Недостатком прототипа также является недостаточное быстродействие коммутатора, связанное с тем, что после окончания одного цикла работы перевод его в первое (или последнее) положение производится вручную при помощи одной из кнопок пуска, и, кроме того, невозможностью сброса ком 95516015 мутагора в исходное состояние в любом заданном его положении при отсутствии необходимости в дальнейшем опросе.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и быстродействия коммутатора,Цель достигается тем, что в коммутатор введены дополнительные контакты первого и последнего реле, ключ сброса, размыкающие кнопки, диоды, дополнительные провода, переключатель и индикаторы, первые выводы которых подключены к положительному полюсу источника питания, вторые выводы - соответственно к первым выводам первой н второй размыкающих кнопок, второй вывод первой размыкающей кнопки подключен к первому дополнительному проводу, который соединен через дополнительный контакт первого реле с первым выводом первого контакта переключателя, первый вывод второго контакта которого через первый диод подключен к собственному контакту первого реле, вторые выводы первого и второго контактов переключателя соединены соответственно с вторым выводом второй размыкающей кнопки и через второй диод с собственным контактом последнего реле, второй дополнительный провод соединен через дополнительный контакт последнего реле с вторым выводом второй размыкающей кнопки, который соединен с вторым выводом второго контакта переключателя, первый вывод ключа сброса соединен с отрицательным полюсом источника питания, второй вывод -с общей шиной.Введение в коммутатор по одному зам ыкающему контакту в первом и последнем реле, лампочек сигнализации и проводов, связывающих их между собой соответственно, позволило осуществить контроль за действительным положением реле в конце цикла, что повышает достоверность вызова данного объекта. Это особенно важно, так как коммутатор является распределенным в пространстве и отдельные его части могут находиться на значительном расстоянии друг от друга. Кроме того, при переключении устройства с одного цикла на другой осуществляется сигнализация не только в конце цикла, но и в направлении опроса.Введение одновременно в коммутатор двух развязывающих диодов в цепях запуска первого и последнего реле и использование проводов сигнализации также и для управления работой коммутатора и соответствующие соединения их с цепями запуска позволяет при опросе объектов длительностью свыше одного цикла непрерывно переходить после опроса последнего объекта к опросу первого (или наоборот), чем исключается ручной запуск коммутатора по окончании цикла и связанный с этим дополнительный расход времени, что повышает оперативность и надежность ком",утатора,1 О 20 25 зо 35 40 45 50 55 Одновременное введение в коммутаторпереключателя режима работы в цепях управления им позволяет ему работать не только в непрерывном режиме, а еще и в одноциклическом, как в известном, что такжеповышает оперативность работы коммутатора.Введение одновременно ключа сбросапри сбое или отсутствии необходимости дальнейшего опроса объектов, повышает надежность и оперативность его работы, так какв первом случае ликвидирует сбой, а вовторой - исключает затрату времени наопрос этих объектов путем сброса коммутатора в исходное состояние,Указанные выше дополнения к схемеизвестного коммутатора позволяют использовать одни и те же провода одновременнокак для сигнализации, так и для управления работой коммутатора в непрерывномрежиме.Число проводов (жил кабеля) в линиисвязи между смежными реле (или группами реле) в предлагаемом изобретении посравнению с известным не изменяется. Оноравно шести. Добавляется по проводу толь.ко между крайними реле и пунктом управления (ПУ), на котором расположены источник тактовых импульсов, кнопки пуска,переключатель, ключ сброса, индикаторы.Количество проводов в этих участках линиисвязи становится равным также шести.Такое использование линии связи повышает ее экономичность, особенно, если учесть,что объекты располагаются на большихплощадях и могут стоять на значительныхрасстояниях друг от друга.На чертеже представлена схема коммутатора.В конкретном варианте выполнения распределенного коммутатора предусмотренавозможность его работы в двух режимах:в течение одного цикла и непрерывном.Релейный коммутатор состоит из шины1 (вход -), трех избирательных шин 2 - 4,подключенных к внешнему источнику тактовых импульсов, ключа 5 сброса, общей шины 6, переключателя режима работы с двумяразмыкающими контактами 7 и 8, которыйпредназначен для переключения с непрерывного режима работы на циклический и наоборот, реле 9 - 15 (в реальной схеме на герконах), первые выводы обмоток которыхсоответственно соединены с избирательными шинами 2 - 4, а вторые, кроме обмотокпервого и последнего реле, с общей шиной6 через параллельно включенные междусобой замыкающие контакты предыдущего16 - 20, последующего 21-25 и соответственного 26 - 30 реле. С общей шиной 6 соединены вторые выводы обмоток первого реле 9 через параллельно включенные междусобой замыкающие контакты собственного31 и последующего 32 реле и через последовательно включенные между собой замыкаюшие контакты последнего (предыдущего)ЗЗ реле, второй дополнительный проводлинии связи, размыкаюшие контакты 7 переключателя режима работы и диод 34;последнего реле 15 через параллельно включенные между собой замыкающие контакты собственно 35 и предыдущего 36 реле ичерез последовательно включенные междусобой замыкающие контакты первого (последующего) реле 37, первый дополнительный проВод линии связи, размыкающие контакты переключателя режима работы 8 идиод 38.,В состав коммутатора входит также кнопки 39 и 40 прямого и обратного пуска, первые выводы замыкающих контактов которыхподключены к общей шине 6, а вторые -соответственно к вторым обмоткам первогореле через диод 34, второго реле через диод38. Размыкающие кнопки 41 и 42 однимивыводами соединены соответственно первойс индикаторами (лампочкой) обратногохода конца опроса при обратном движении 20распределителя 43, второй - с индикатором(лампочкой) прямого хода конца опроса припрямом движении распределителя 44. Второй вывод кнопки 42 соедннснчерез второйдополнительный провод 47 с замыкающимиконтактами ЗЗ последнего реле 15, а кнопка2541 - через первый дополнительный провод46 с замыкающими контактами 37 первогореле 9.Коммутатор работает следующим образом.30При запуске устройства в прямом направлении нажимают и отпускают кнопку39, в результате чего при наличии рабочего потенциала на первой избирательнойшине 2 (+) срабатывает и становится насамоблокировку через контакт 31 первое ре- з 5ле 9 и замыкает контакты 16 в цепи второгореле 10 и контакты 37 в цепи последнегореле 15, подготавливая их к срабатыванию.При замкнутых контактах 7 и 8 переключателя режима работы направление опросаможет быть как прямым, так и обратным. 40Оно определяется порядком подачи рабочихпотенциалов и шины 2, 3 и 4 на следующихтактах с внешнего источника тактовых импульсов,При разомкнутых контактах 7 и 8 переключателя движение возможно только в прямом направлении, так как при подаче рабочих потенциалов на следующих тактахна избирательные шины в обратном порядкепервое реле 9 вернется в исходное состояние и ни одно из других реле не сработает.При срабатывании первого реле отрицательный потенциал через контакт 37 подается на второй выход размыкающихся контактов кнопки 41, которые будут разомкнуты,так как при запуске кнопка 41 нажата илампочка 43 не загорается.При подаче рабочих потенциалов на следующем такте на вторую шину 3 (т. е. в прямом порядке) срабатываевторя р 10, так как контакты первого реле 6 в:,цепи замкнуты. Оно станет на самой к:. ровку, замкнет контакты 17 в цепи третьег реле 11, подготавливая его к срабатыванию. Потенциал на первой шине 2 исчезает, первое реле 9 возвращается в исходное состояние, размыкая собственные контакты в цепях смежных с ним реле. Начинается прямой ход коммутатора. Остальные реле на следующих тактах работают аналогичным образом.При поступлении рабочего потенциала не на вторун, а на третью шину 4 и при замкнутых контактах 7 и 8 переключателя работы срабатывает последнее реле 15, так как контакты первого реле 37 в цепи его обмотки замкнуты, становится на самоблокировку, замыкает контакты 25 в цепи предпоследнего реле 14, подготавливая его к срабатыванию на следующем такте. Рабочий потенциал на первой шине 2 исчезает, первое реле 9 возвращается в исходное состояние, размыкая свои контакты в цепях смежных с ними реле. Начинается обратный ход коммутатора. Остальные реле на следующих тактах работают аналогичным образом.При прямом ходе в конце цикла срабатывает последнее реле 15, становится на самоблокировку, замыкая контакты 33 в цепи первого реле и цепи лампочки конца цикла при прямом опросе 44. Она загорается, так как образуется цепь: - внешнего источника тактовых импульсов - шина 1 - замкнутый контакт 5 ключа сброса - шина 6 - замкнутый контакт 33 последнего реле второй дополнительный провод 47 - замкнутый контакт 42 кнопки обратного пуска - лампочка 44 - вход 45 коммутатора -+ внешнего источника питания. Лампочка 44 сигнализирует о конце цикла при прямом ходе коммутатора. Если контакты 7 и 8 переключателя разомкнуты, на следующем такте последнее реле 15 возвращается в исходное состояние и работа коммутатора прекращается. Лампочка 44 гаснет.Если контакты 7 и 8 переключателя замкнуты, то на следующем такте после срабатывания последнего реле 15 при прямом опросе появляется рабочее напряжение на первой шине 2 и первое реле 9 срабатывает, так как образуется цепь: - внешнего источника тактовых импульсов - шиназамкнутый контакт 5 ключа сброса - об - шая шина 6 - замкнутый контакт последнего реле 33 - второй дополнительный провод - замкнутый контакт 7 переключателя режима работы - диод 34 - обмотка первого реле 9 - первая шина 2 - внешний источник тактовых импульсов (+). Сра-, ботавшее реле 9 становится на самоблокировку и переключает собственно контакты 16 в цепи второго реле 10 (начинается второй цикл) и лампочки 43, которая загорает955160 Формула изобретения 7 ся, так как контакты кнопки 41 в ее цепизамкнуты. Одновременно горят лампочки 43 и 44, затем последнее реле 15 возвращается в исходное состояние и лампочка 44 гаснет. Такой порядок работы лампочек указывает на то, что коммутатор находится в режиме непрерывного опроса и движения в прямом направлении, так как сначала загорелась лампочка 44, а затем - 43. Обратный порядок их зажигания указывал бы на то, что коммутатор работает в режиме непрерывного опроса и движется в обратном направлении.При обратном ходе коммутатора в конце цикла срабатывает первое реле 9, становится на самоблокировку, замыкая контакт 37 в цепи последнего реле 15. Зажигается сигнализирующая о конце цикла при обратномдвижении лампочка 43, так как контактыкнопки 41 в ее цепи замкнуты. При разомкнутых контактах 7 и 8 переключателя опрособъектов прекращается на следующем такте, реле 9 возвращается в исходное состоя- .оние и лампочка 43 гаснет. Если же контакты 7 и 8 переключателя замкнуты, то на следующем такте срабатывает последнее реле 15 и начинается второй цикл при обратном ходе. Зажигается лампочка 44, так какв ее цепи замкнуты контакты 33 реле 15и кнопки 42. Затем возвращается реле 9в исходное состояние и лампочка 43 гаснет,Такой порядок работы лампочек говорито том, что коммутатор работает в непрерывном режиме и движется в обратном направ- золенин.Сброс реле в исходное состояние производится при помощи ключа сброса. Он переводится во второе положение, его контакты5 в цепи общей шины 6 размыкаются, в результате чего прекращается подача токана нее, а следовательно, и на обмотки сработавших реле и они возвращаются в исходное состояние, При переводе переключателя во второе положение его контакты 7 и 8размыкаются, разрывают таким образом 4 Освязи между первым и последним реле, врезультате чего схема коммутатора из замкнутой превращается в разомкнутую. Теперьона будет работать в циклическом режимес остановкой после каждого цикла,Таким образом, введение дополнительно 45по одной паре контактов в первом и последнем реле и их связей с обмотками соответственно последнего и первого реле обеспечило непрерывность работы коммутатора иоперативность его работы за счет исключения ручной операции пуска после каждогоцикла.Кроме того, наличие ключа сброса, связанного одним выводом с общей шиной, адругим - с внешним источником тактовыхимпульсов, дало возможность сброса реле 55в исходное состояние при отсутствии необ 8ходимости опроса последующих объектов, что исключает ненужную затрату времени на их опрос и, следовательно, повышает оперативность работы коммутатора.Введение двух диодов, по размыкающему контакту в кнопках прямого и обратного пус. ка, а также связи между замыкающимся контактом первого реле и вторым выводом раз мыкающего контакта кнопки прямого хода позволило осуществить сигнализацию о работе коммутатора по тем же жилам, по которым осуществляется управление работой коммутатора,Экономический эффектполучен в результате уменьшения убытков, вызванных нарушением технологического процесса за счет улучшения работы всей системы (в частности, системы управления микроклиматом), благодаря использованию в ней предлагаемого распределенного коммутатора, более оперативного, чем известный. Релейный коммутатор для систем централизованного контроля, управления и регулирования по авт. св. Мо 517917, отличаои 4 ийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и быстродействия устройства, в него введены дополнительные контакты первого и последнего реле, ключ сброса, размыкающие кнопки, диоды, дополнительные провода, переключатель и индикаторы, первые выводы которых подключены к положительному полюсу источника питания, вторые выводы - соответственно к первым выводам первой и второй размыкающих кнопок, второй вывод первой размыкающей кнопки подключен к первому дополнительному проводу, который соединен через дополнительный контакт первого реле с первым выводом первого контакта переключателя, первый вывод второго контакта переключателя через первый диод подключен к собственному контакту первого реле, вторые выводы первого и второго контактов переключателя соединены соответственно с вторым выводом второй размыкающей кнопки и через второй диод с обственным контактом последнего реле, второй дополнительный провод соединен через дополнительный контакт последнего реле с вторым выводом второй размыкавщей кнопки, который соединен с вторым выводом второго контакта переключателя, первый вывод ключа сброса соединен с отрицательным полюсом источника питания, второй вывод - с обшей шиной.Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Мо 517917, кл, б 08 С 9/00, 1976.СоставительЕбарскаяТехред А. БойкасТираж 642Государственного комитетаам изобретений и открыва, Ж - 35, Раушская наПатент, г. Ужгород, ул. Редактор М. ЯновичЗаказ 6443/58ВНИИПИпо де13035, МосФилиал ППП Корректор Г. РешПодписноеСССРтийд. 4/5Проектная, 4