Устройство для многоканального управления объектом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 242 В 24/02// О 05 в 9/12 ИЕ ИЗОБ ТЕН К ДВТОРСНо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский ордена Ленийа метрополитен им. В,И, Ленина(56) 1.Типовой проект ВУ. ММетрогипротранс 19722, Авторское свидетельство СССРИ 548844, кл. 6 05 З 9/ОО, 1974(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МНОГОКАНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ, содержащееблок запуска, исполнительные элемен.ты, распределитель импульсов, первый элемент И, первый вход которогосоединен с выходом датчика рабочегосостояния объекта и с первым входомпервого элемента ИЛИ, подключенноговторым входом к выходу датчика аварий.ного состояния объекта и к второмувходу первого элемент И, и по числуисполнительных элементов - каналыуправления, яаждый из которых состоит из второго элемента И, первыйвход которого соединен с выходомсоответствующего разряда распределителя импульсов, о т л и ц а ю щ е е .с я тем, что, с целью повышения надежности устройства в него введеныпервый формирователь одиночного импульса, последовательно соединенныеэлмент ИЛИ-НЕ и третий элемент И,последовательно соединенные элементзадержки, второй элемент ИЛИ и вто"рой формирователь одиночного импульсаи последовательно соединенные четвертый элемент И, третий элемент ИЛИи третий формирователь одиночного импульса, а каждый канал управления содержит выключатель и-триггер четвертый формирователь одиночного импульса и Э-триггер, прямой выход которого соединен с входом соответствующего исполнительного элемента, З и Ч-входы - с инверсным выходом 0-триггера данного канала управления, а В-вход - с выходом первогоэлемента ИЛИ и с вторым входом третьего элемента И, подключенного выходом к С-входу распределителя импульсов, В-вход которого связан с выходом второго формирователя одиночного импульса, второй вход третьего элемента ИЛИ подключен к выходу блока запуска .Р через элемент задержки, входы эле- Е мента ИЛИ-НЕ соединены с выходами четвертых формюрователей одиночного, импульса вход каждого из которых связан с выходом второго элементаИ данного канала управления, выход первого элемента И через первый форми. " рователь одиночного импульса соединен с С-входами всех Э-триггеров В-вход каждого из которых подключен к выходу третьего формирователя оди-ночноГо импулбса, прямой выход - к соответствующему входу четвертого элемента ИЛИ и к второму входу второ" го элемента И данного канала управ,лений, Я-вход - к выходу выключателя данного канала управления, а П-вход к выходу соответстъующего разряда распределителя импульсов и к С-входу, 07-триггера данного канала управления, причем второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом старшего разряда распределителя импульсов, а выход датчика аварийного состояния объекта - с вторым вхопом первого элемента И.29 25 устройства. 1 1032Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам управления комплексом однотипных исполнительных элементов какого-либо объекта по командам, поступающим от датчиков состояния объекта. Таким комплектом однотипных исполнительныхэлементов могут быть насосные агрегаты водоотливной установки.Известно устройство для управле- О ния откачиванием грунтовых вод из водосборников насосами от датчиков по достижении ими заданного уровня жидкости в емкостях. В данном уст,ройстве в работу включается один несос, остальные включаются в работу лишь в аварййных ситуациях 1Недостатками указанного устройст- , ва являются низкая надежность насосов при возникновении холостого хода, 2 О а также необходимость периодически производить регулировку датчиков уровня.Наиболее близким техническим решением к. предлагаемому является устройство для управления объектом, которое содержит взаимосвязанные распределитель, датчики с релейным выходом, логические элементы, реле, формирователи, программный задатчик и исполнительные элементы 2Однако защита исполнительных элементов от неисправности осуществляется косвенным методом - по работе задатчика времени, неисправные исполнительные элементы не выводятся из35 циклического режима и через период опять должны включиться в работу, при кратковременном отключении напряжения питания на объекте и по,40 следующем его восстановлении срабаты- вает блокировка защиты вводного ру,бильника, так как в работу могут одновременно включиться все исполнительные элементы.Цель изобретения - повышение надеж ности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для многоканаль ного управления объектом, содержащее . блок запуска, исполнительные эле менты, распределитель импульсов, пер вый элемент И, первый вход которого соединен с выходом датчика рабочего состояния объекта и с первым входом первого элемента ИЛИ, подключенного 55 вторым входом к выходу датчика аварийного состояния объекта, и к второму входу первого элемента И и по числу исполнительных элементов - каналы управления, каждый из которых состоит из второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом соответствюущего разряда распределителя импульсов, введены первый формирователь одиночного импульса, последовательно соединенные элемент ИЛИ-НЕ и третий элемент И последовательно соединенные элемент задержки, второй элемент ИЛИ,и второй формирователь одиночного импульса и последовательно соединенные четвертый элемент И, третий элемент ИЛИ и третий формирователь одиночного импульса, а каждый канал управления содержит выключа-тель, В-триггер, четвертый формирователь одиночного импульса иЮ-триггер, прямой выход которого соединен с входом соответствующего исполнительного элемента, Р и 7-входыс инверсным выходом Б-триггера данного канала управления а В-вход - с выходом первого элемента ИЛИ и с вторым входом третьего элемента И, подключенного выходом к С-входу распределителя импульсов, Б-вход которого связан с выходом второго формироваФ теля одиночного импульса, второй вход третьего элемента ИЛИ подключен к выходу блока запуска через элемент задержки, входы элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходами четвертых формирователей одиночного импульса вход каждого из которых связан с выходом второго элемента И данного канала управления выход первого эле-, мента И через первый формирователь одиночного импульса соединен с С-входами всех Э-триггеров В-вход каждого из которых подключен к выходутретьего формирователя одиночного импульса прямой выход - к соответствующему входу четвертого элемента ИЛИ и к второму входу второго элемен-та И данного канала управления, Явход - к выходу ваключателя данногоканада управления, а 2 -вход - к выходу соответствующего разряда распределителя импульсов и к С-входу 07-триггера данного канала управления, причем второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом старшего распределителя импульсов а выход датчика аварийного стояния объекта " с вторым входом 1 тервого элемента И. На чертеже представлена схема324294 20 30 35 40 45 50 55т 1 ОУстройство содержит датчик 1 рабочего состояния объекта, датчик 2 аварийного состояния объекта, первый элемент ИЛИ 3, третий элемент И 4, распределитель 5 импульсов исполнительные элементы 6, каналы 7 управления, р-триггеры 8, рч-триг, геры 9, вторые элементы И 10, четвертые формирователи 11 одиночного импульса, выключатели 12, блок 13 запуска, элемент 14 задержки, второй элемент ИЛИ 15, второй формирователь 16 одиночного импульса, четвертый элемент И 17, третий элемент ИЛИ 18, третий формирователь 19, элемент ИЛИ-НЕ 20, первый элемент И 21 и первый формирователь 22 одиночного импульса.Наличие потенциала 1 т на входе логических элементов соответствует логическому сигналу "1", а нулевой потенциал соответствует "О". Источник питания для описания схемы не имеет принципиального значения и в схеме не показан. В исходном состоянии контакты выключателей 12 замкнуты и подают сигнал "0" на Я-входы р-триггеров 8 от нулевой шины источника питания, На выходе датчиков ра бочего 1 и аварийного 2 состояния объекта также присутствуют сигналы "0", которые поступают на входы элемента И 21 и элемента ИЛИ 3Устройство работает следующим образом.При подаче напряжения питания устройство автоматически приходит в исходное состояние. Это достигается тем, что после подачи напряжения питания блок 13 выдает единичный импульс на элемент 14, который производит задержку прохождения сигнала на время, необходимое для окончания переходных процессов в элементах устройства. С выхода элемента 14 импульс поступит на входы элементов ИЛИ 15 и 18 и далее через эти элементы на входы формирователей 16 и .19, На выходе этих формирователей появятся по одному установочному единичному импульсу, которые поступят на К-входы всехЭ -триггеров 8 и распределителя 5, что приведет их е исхдное состояние, т.е, на прямых выходах Ъ -триггеров 8 и будут присутствовать сигныл "0", а на инверсных выходах "1", тогда как распре. делитель 5 будет иметь сигнал "1" только на своем последнем выходе. В результате этогю на выходе всехэлементов И 10, всех формирователей11 и элемента И 17 будут присутствовать сигнлц "0", а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 20 - сигнал "1". Таккак датчики 1 и 2 не выдают сигналы"1 н на устройство, то на выходе элемента ИЛИ 3, элемента И 21, элемента И 4, формирователя 22 и ЙЧ-триггеров1 О 9 будут присутствовать сигналы "0",в результате чего элементы 6 будут находиться в отключенном состоянии. После того как установочные импульсы с выхода формирователей 16 и 19 исчезнут, устройство готово к работе.Аналогично происходит установка устройства в исходное состояние при кратковременных напряжениях питания,При достижении своего верхнего предельного значения датчик 1 рабочего состояния объекта включится и выдаст сигнал "1" на элементы ИЛИ 3 и И 21. С выхода элемента ИЛИ 3 сигнал "1" ( команда) поступит на В-входы рЧ-триггеров 9 подготавливая их к работе, и на вход элементаИ 4, на другом входе которого такжеприсутствует сигнал "1" с выходаэлемента ИЛИ-НЕ 20, в результатечего на выходе элемента И 4 появится сигнал "1", который поступитна первый (счетный) вход распределителя 5 и переведет сигнал "1" с егопоследнего выхода в первый, т.е.сигнал "1" будет присутствоватьтолько на первом выходе распределителя 5. Этот сигнал поступит одновременно на р-вход соответствующего ртриггера 8, на вход элемента И 10 ина синхронный С-вход рч-триггера 9,которые образуют канал 7 управленияпервого исполнительного элемента 6,На выходе р-триггера 9 появитсясигнал "1", так как на его р и цвходах будет присутствовать сигнал ."1" с инверсного выхода р-триггера8 данного канала 7. Первый исполнительный элемент 6 включится в работуи будет производить операции, в результате которых атчик 1 достигнетсвоего нижнего предельного значения,сигнал "1" исчезнет с выхода элементаИЛИ 3, элемента И 4 и р-входов всех рч-триггеров 9,В-входы р 1-триггеров 9 являются установочными и поэтому появление сигнала "0" на р-входе ру-триггера 9 первого канала 7 управления приведет его в исходное состояние и5 10первый исполнительный элемент 6 от-,ключится. При следующем появлениисигнала "1" на выходе датчика 1 распределитель 5 переключится в следующее состояние, т,е, сигнал "1" перейдет с его первого выхода на второй канал 7 упрввления включит в работу второй исполнительный элемент6, который отключится при достижениидатциком 1 своего нижнего предельного значения. При последующих включениях датчика 1 в работу включитсятретий, четвертый исполнительныеэлементы 6 и т.д.Таким образом, все исполнительмые элемнты б будут работать в циклическом режиме, т.е. после й-гоисполнительного элемвнта б в работудолжен включиться первый, второй,третий, Н-ый, потом опять первый,и т.д. по командам от датчик1,При переключении распределителя5 из предпоследнего состояния в Н-есостояние,на вход элемента ИЛИ 15с М-го выхода распределителя 5 поступит сигнал "1", Этот сигналпройдет на формирователь 16 ипроизведет его запускв результате чего формирователь выдаст установочный единичный импульс нв Р -вход распределителя 5 и приведетпоследний в исходное состояние,Данная операция не нарушаетрежим работы распределителя 5, ноона необходима для того, цтобы уб"рать лишние сигналы "1" с выходовраспределителя 5, которые моглипоявиться в результате радиопомех,Работа устройства от датчика 2аварийного состояния объекта, приотказе датчика 1, происходит аналогично, причем сигналы управлениябудут поступать только на другиевходы элемента И 21 и элементаИЛИ 3 Выключатели 12 в каналах 7 служат для вывода из работы любой из испол-, нительных элементов 6, При отключе" нии выключателя 12, например в первом канале 7, разрывается связь с нулевоа шиной источника питания и на 5-входе у-триггера 8 будет присутствовать сигнал "1", В реву.пьтатв этогоЗ-триггер 8 переключится из нулевого состояния в единичное, т.е, сигнал "1" будет присутствовать на его прямом выходе, а сигнал "0" на 32129 6инверсном, С прямого выхода Ъ-триггера 8 сигнал "1" будет поступатьна вход эелмента И 10 и на вход элемента И 17На Э-и Ч-входы ЧЙ-триггера 9 будет поступать сигнал "0",что будет блокировать. его управлениеи этот триггер не будет принимать информацию, а следовательно, первыйисполнительный элемент 6 не будет 10 включен в работу, Появление управляющего сигнала "1" на первом выходе распределителя 5 по команде от датчика1 или 2 приведет к тому, цто на обоих входах элементах И 10 будут при сутствовать сигналы "1 н. На выходеэтого элемента появится также сиг-,нал "1", который запустит в работуформирователь 11, на выходе которогопоявится одиночный импульс, который 20 поступит на вход элемента ИЛИ-НЕ 20,Элемент ИЛИ-НЕ 20 на время работыформирователя 11 снимет сигнал "1"с входа элемента И Й, а следователь но, и с С-входа распределителя 5, 25 Распределитель 5 переклюцится вовторое состояние и сигнал "1" с первого его выхода перейдет на второй ибудет поступать во второй канал 7.В работу включится второй исполниттельный элемнт 6, причем циклицностьработы остальных элементов 6 не нарушится. Данный режим необходимпри ремонтно-ревизионных работахисполнительных элементов 6.В случае, если при работе какоголибо исполнительного элемента 6 отдатчика 1 произойдет включение датчика 2, то на выходе элемента И 21появится сигнал "1", который запустит формирователь 22, На выходеэтого формирователя появится одиноцный импульс, который поступит на Свходы всех)-триггеров 8. При этомпереключится в единичное состояниетолько тотЗ -триггер 8, на 3-входе 45которого будет присутствовать сигнал "1" от распределителя 5. Неисправный элемент 6, например первыйбудет продолжать работать, но егоканал. 7 управления выйдет из цикла 5 О Через элемент И 10, формировательЯ, элемент ИЛИ-НЕ 20 и элементИ ч пройдет сигнал управления наС"вход распределителя 5 и он переключится во второе состояние и в 55 работу включится второй исполнительный элемент 6. Два элемента 6будут совместно находится в работедо тех пор, пока датчики 1 и 2 не1 103 снимут свои сигналы управления с элементов И 21 и ИЛИ 3. Таким образом, в работу можно включить не" сколько исполнительных элементов 6 по командам от датчика 2 при наличии включенного в работу датчика 1. При этом из циклического режима ра боты будут выведены лишь те исполнительные элементы 6, при работе которых датчик 2 аварийного состояния объекта будет выдавать управляющие сигналы.На объекте может получиться так, -.что каждый исполнительный элемент 6 в отдельности по ряду объективных причин не сможет полностью справиться с возложенной на него задачей. В таком случае через некотрое время работы устройства все исполнительные элементы окажутся выведенными из цикла по командам от датчика 2 аварийного состояния объекта, те. на прямых выходах всех 22 -триггеров 8 будут присутствовать сигналы "1", Эти сигналы будут поступать на все входы элемента И 17, в результате чего на выходе элемента 12 появится сигнал "1", который поступит на вход 2129 8элемента ИЛИ 18 и далее на входформирователя 19. На выходе последнего появится установочный единичныйимпульс, который поступит на Й.-входывсех 3)-триггеров 8 и установит ихв исходнов состояние.Режим вывода из цикла исполнительных элемнтов 6 по сигналам управленияот датчика 2 припредварительном 10 поступлении сигналов от датчика 1 необходим, так как неизвестно по какойпричине появилась аварийная ситуацияна объекте - по причине неисправностиисполнительного элемента 6 на объек те или исполнительный элемент 6 является исправным, но не справляетсяв работе с поставленной перед нимзадачей. В первом случае необходимовывести из циклического режима неро исправный исполнительный элемент 6,а во втором - необходима совместнаяработа двух или нескольких исполнительных элементов 6. Использование схемы устройства, например, на водоотливных установках, позволит снизить время на обслуживание и ремонт установки.1032129 Составитель Н, Белинковаактор Н. Гришанова ТехредМ.Гергель ректор 6. Бутяга; Тираж 874 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб д, Й/