Устройство для сигнализации

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИ АЛ ИСТИЧ Е С К ИХРЕСПУБЛИК 8 В 23/ Е,:Ы 4,1 Л,.=,. А У СВИДЕТЕЛЬСТ ВТОР твенноеобъединен М.А.Терещенкоетельство СССР8 В 23/00. 1985,етельстго СССРВ 23/00, 1987.етельство СССР8 О 23/00, 1984.(54) УСТРОЙ (57) Изобрет ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦ носится к областиь использовано длвыполненных врованных по матри етения является ра ИИвтоконТВО иео матики и может бытроля датчиковконтактов, сгруппсхеме, Целью иэоб виде чной сшиИзобр матики и томатиче выполнен матрично цепей. стко ко ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР САНИЕ ИЗ(56) Авторское сеидМ 1142854, кл. 6 0Авторское сеидМ 1509966, кл. 6 08Авторское свидВ 1188774, кл, б 0 етение относится к области авто- ожет быть использовано для авского контроля датчиков, ых в виде сгруппированных по схеме контактов электрических Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения контроля и диагностики блоков устройства.На фиг.1 приведена функциональная схеме предложенного устройства; на фиг,2 - принципиальная схема управляемого дифференцирующего элемента; на фиг.3 - временная диаграмма, поясняющая формирование частоты с дробным коэффициентом деления,.,Ю 1824645 А 1 рение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения контроля и диагностики блоков устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее триггер, элемент И, и)-разрядный двоичный счетчик, генератор импульсов, блок датчиков, индикаторы и источник питания, введены и групп дифференцирующих элементов по и) элементов в каждой, и элементов ИЛИ, и блоков анализа состояния датчиков, каждый из которых выполнен из и)-разрядного двоичного счетчика импульсов. шифратора, дешифратора и элемента ИЛИ, а датчики блока выполнены в виде переключающих контактов, образующих матрицу из п столбцов и и) строк, с соответствующими связями между указанными функциональными элементами устройства, 3 ил 1 табл. Предложенное устройство (см, фиг,1) содержит блок 1 контролируемых датчиков, выполненный в виде переключающих контактов, сгруппированных в матрицу, генератор 2 импульсов, элемент И 3, триггеры 4,1 - 4.4, образующие первый двоичный счетчик, триггер 5 с двумя установочными оходами, блоки 6,1 - 6.4 индикации, и групп управляемых дифференцирующих элементов 7.1-7.4, элементы ИЛИ 8.1-8,4, элементы ИЛИ 9, двоичные счетчики 10, шифраторы 11, дешифраторы 12, выходы 13.1 - 13.4, управляющий вход 14, п блоков 15.1-15.4 анализа состояния датчиков.В блоке 1 каждая контактная группа сооит из замыкающего и размыкающего нтактов. Размыкающие контакты всех нтактных групп объединены и соединеныс отрицательной шиной е источника питающего напряжения, замыкающие контакты - с положительной шиной д источника питающего напряжения, средние выводы вь б, вь г контактных групп подключены к управляющим входам дифференцирующих элементов 7.1 - 7,4 соответствующей группы,Выход генератора 2 импульсов соединен с первым входом элемента ЗИ, второй вход которого подклгочен к единичному выходу триггера 5, а выход соединен со счетным входом первого двоичного счетчика на триггерах 4.1-4,4, Единичный выход триггера 4,4 подключен кулевому установочному входу триггера 5.е,1 ини нный вход которого является управляЬщим входом 14 устройства. Импульсные входы управляемых дифференцирующих элементов 7,1 - 7.4 всех групп подкл 1 ачены к нулевым выходам соответствующих три, герав 4.1-4.4 первого двоичного счетчика, управляющие входы - к средним выводам а, бь в и г контакэныхоуг п а выходы - ка входам элементов ИЛИ 8.1-8 4 Выходы элементов ИЛИ 8.1 - 8,4 со- единенХ са счетными входами счетчиков 10саатдетстеующих блоков 15анализа состояния датчиков. я которых выходы счет. чикэ 10-од,лючены ко входам шифратора 11,1 и,1 ешифрате 1 а2., выходы вифрат ара 11. саеиненц со входами блока б, индикации, вххады девифоатора 12, подключены ко вход;л 1 элемента ИЛИ 9.1. выходы кото. о о я 1 л:;ются вьходам 13. устройства.упрасляес 1 ый дифференцирующий элемент 7. (м, фиг,2) содержит резистор 16, конденсатор 17 и диод 18, Импульсный вход 19 подключается к инверсному (нулевому) выходу одного из триггеров 4.1-4,4, управляющий вход 20 - к среднему выводу одной из контактных групп, а выход 21 - к одному из входов элемента 8.1-8,4 ИЛИ, Совокупность двоичного счетчика на триггерах 4,1 - 4,4 и дифференцирующих элементов 7,1-7.4 одной группы реализует функцию деения частоты генератора 2 на дробный коэффициент деления (см. временную диаграммуна фиг,З).Определим количество групп дифференцирующих элементов 7.1 - 7,4, их количество в группе, а также количество блоков 15 исходя из числа и столбцов и пэ строк матрицы контролируемых контактных групп,Поскольку средние выводы а контактных групп соединены с управляющими входами соответствующих элементов 7, группы, то число элементов 7. в группе равно числу строк пт, а число групп элементов 7.1-7.4 должно соответствовать количеству столбцов и. Уоичество блоков 5. анализа состояния датчиков должно саатветсгвовать количестпу групп элементов 7.1-7.4, т.е.количеству с 1 олбцав п матрицы, Благодаря5 такому построению информация а состоянии гл строк выбранного столбца мажетбыгь передана по одному проводу - в видепачки импульсов с определенным количествам импульсов с выхода соответствуащего10 элемента 8.1-8.4 ИЛИ.Количество разрядов 4. двоичного счетчика определяет числа импульсов, сформированных на выходе элемента ЗИ, и должносоответствовать числу управляемых диффе 15 ренцирующих элементов 7.1-7.4 в руппе,т,е, должно быть равно т. В блоках 15,количество разрядов счетчика 10, 1 акжедолжно быть равно т,Для упрощения описания работы уст 20 ройства рассматривается случай, когда число столбцов и строк в блоке 1контролируемых кантакгных групп равночетырем (сп. - .п 41,Рассмотрим работу отдельных функци 25 опальных блоков устройсгва.Генератор 2, элемент И 3, двоичныйсчетчик на триггерах 4,1 - 4,4 и триггер 5предназначены для формирования пачекимпульсов, поступающих с выходэ элемента10 И 3 на с етный лхад трипера 4,1 двоичногосче 1 чи;а, которое асупествляе 1 ся следующим образам.Триггер 5 и 1 риггеры 4,1 - 4.4 устанавливаются в нулевое состояние (цепи началь 35 ной установки не показаны), затемсигналом, поступающим са входа 14 на единичный вход триггера 5, последний устанэяливается в единичное состояние, Импульсыс выхода генератора 2 пос 1 упают ерез от 40 кры гый элемент И 3 на счетный вход тригге.ра 4.1 двоичного счетчика. Послепоступления 24 импульсов сигнал переполнения счетчика с выхода триггера 4.4 устанавливает триггер 5 в нулевое состояние,45 вследствие чего поступление импульсов через элемент И 3 прекращается,Таким образом, на выходе элемента И 3будет сформирована пачка импульсов с числом 2 = 2 (показатель степени равен числущ 450 строк гп контактных групп), С нулевых выходов 01-04 триггеров возникающие на нихимпульсы поступает на импульсные входыдифференцирующих элементов 7.17.4, Науправляющие входы последних поступают55 разрешающие или запрещающие сигналысо средних выводов а - а 4 контактных групп.Временная диаграмма соответствует случаю, когда выводы а 1, аз и а подключены кположительной вине напряжения, а вывода 2 - к отрицательной вине. В зтам случаебудут открыты дифференцирующие элементы 7.1, 7.3 и 7.4, а элемент 7,2 будет закрыт.Через элемент 7.1 поступит 8 импульсов,через элемент 7.3 - 2 импульса, через элемент 7,4 поступит 1 импульс, в результатена выходе элемента 8.1 ИЛИ формируется11 импульсов (из 16 импульсов, поступивших на счетный вход триггера 4.1),Таким образом, коэффициент деления16Кд в этом случае равен - . В общем случае112Кд =(а = 1 или 0 в зависимости отХ а 2=оуровня сигнала на управляющем входе соответствующего управляемого дифференцирующего элемента),Число импульсов, пропущенных на выход элемента 8.1 ИЛИ и зафиксированныхсчетчиком 10,1, однозначно определяет, свыходов каких из элементов 7.1 - 7.4 поступили импульсы, а следовательно, на какиеиз их управляющих входов а, - а 4 поступилиразрешающие сигналы. В рассматриваемом случае - при фиксировании 1 импульсов в счетчике 10,1 можно однозначносделать вывод, что сработали контактныегруппы первой, третьей и четвертой строкпервого столбца, а контактная группа второй строки находится в исходном состоянии,Дешифраторы 12. предназначены длядешифрации определенных состояний счетчиков 10, и формирования соответствующих сигналов на выходах 13. устройства. Спомощью дешифраторов 12.1 может осуществляться настройка на определенное число, зафиксированное в счетчиках 10.1, т,е. наопределенную комбинацию сработавшихконтактных групп в определенном столбце.Например, при использовании выходовдешифратора, соответствующих числам0111, 1011, 1101, 1110, в счетчике выходнойсигнал будет появляться лишь при срабатывании трех контактных групп в столбце,Входы дешифрвторов 12. объединяются логически посредством соответствующих элементов 9. ИЛИ, выходные сигналы которыхмогут быть использованы для подключениясредств тревожной сигнализации (звуковойили световой),Шифратор 11. предназначен для преобразования двоичного кода, зафиксированного счетчиком 10. в позиционный код, который затем поступает на входы узла 6. индикации, где происходит индикация номеров строк срвботввших контактов в каждом иэ столбцов контактных групп.50 55 5 10 15 1 20 25 30 35 40 45 Алгоритм функционирования шифраторов поясняется таблицей, в которой номера строк сработавших контактов в выбранном столбце, приведены в соответствие с кодом, зафиксированным в счетчике,В режиме контроля и диагностики устройство работает следующим образом.Триггер 5, двоичный счетчик на триггерах 4.1 - 4.4 и счетчики 10. устанавливаются в нулевое состояние (цепи установки не показаны),Вначале размыкающие контакты всех контактных групп устанавливаются в почв жение, в котором они соединены с и рицательной шиной е питающего напряжения, вследствие чего на управляющие входы аь бь вь г дифференцирующих элементов 7, всех групп поступают запрещающие сигналы. Сигналы со входа 14 устройства триггер 5 устанавливается в единичное состояние, вследствие чего импульсы с выхода генератора 2 поступают через элемент И 3 на двоичный счетчик, построенный на триггерах 4.1 - 4.4. С выхода элемента И 3 на счетный вход триггера 4.1 поступает 16 импульсов, с нулевых выходов триггеров 4.1, 4,2, 4.3 и 4.4 на импульсные входы элементов 7.1, 7,2, 7.3 и 7.4 поступают соответственно 8, 4, 2 и 1 импульсов, однако ни один из них не проходит через элемент 8.1 ИЛИ и далее на счетный вход счетчика 10.1, так как элементы 7.1 - 7.4 закрыты. Вследствие этого нулевое состояние счетчика 10,1 не изменится и на выходах дешифратора 12.1 и шифратора 11,1 сигналы не будут сформированы, что свидетельствует о правильной работе всех узлов устройства,Если в результате описанных действий окажется, что счетчиком 10.1 зафиксировано число, отличное от нуля, осуществляется определение неисправной цепи, Если, например, в счетчике зафиксировано число импульсов, равное восьми, то это означает, что неисправен один из элементов электрической цепи, по которой передаются 8 импульсов с выхода триггера 4,1 (вероятнее всего не поступает запрещающий сигнал на управляющий вход а элемента 7.1),Следовательно, в этом случае по состоянию счетчика 10.1 можно осуществлять контроль и диагностику узлов устройства, Затем замыкающие контакты всех контактных групп устанавливаются в положение, в котором они соединены с положительной шиной источника напряжения питания, вследствие чего на управляющие входы в 1, бь в 1, г управляемых дифференцирующих элементов поступают разрешающие сигналы, т.е, устанавливается коэффициент деле 182464510 15 20 25 30 35 40 4550 В результате с выходов элементов 8.1, 8.2, 8,3 и 8.4 ИЛИ на счетные входы счетчиков 10. блоков 15.1, 15.2, 15.3 и 15,4 будут пропущены соответственно 12, 6, 10 и 13 импульсов, которые и будут зафиксированы счетчиками. Шифраторы 12.1 - 12.4 осуществляют формирование позиционных кодов, соответствующих кодам, зафиксированным в счетчиках 10.1-10.4, а узлы 6,1-6,4 индикации - индикацию номеров строк срабо 55 ния Кд = в . Из 16 поступивших с выхода1615генератора 2 импульсов через открытые элементы 7.1-7.4 на выход элемента 8.1 ИЛИ должны про 3 ти 15 импульсов, которые должны быть зафиксированы счетчиком 10.1. При правильной работе функциональных узлов устройства узлы 6.1 индикации должны индицировэть номера всех контактных групп с первого по четвертый в соответствующих столбцах матрицы. На выходах 13.1 устройства должны появиться управляющие сигналы, свидетельствующие о превышении установленного порогового значения (п=3) сработавших контактных групп (используются выходы дешифратора, соответствующие двоичному коду 1111 на его входе).В режгмв охраны устройство работает следующим образом,Предположим, что в первом столбце сработали первый и второй контакты, во втором столбце - второй и третий контакты, в третьем столбце - первый и третий контакты, а в четвертом столбце - первый, второй и четв. гый контакты. Это приведет к тому, что в первом столбце с контактов а 1 и а 2 на управляющие входы элементов 7.1 и 7,2 поступают разрешающие сигналы, э на управляющие входы элементов 7.3 и 7,4 - запрещающие сигналы, Во втором столбце рэзрешэощие сигналы поступают на управляющис входы б 2 и бз, а запрещающие сиги ал ы - на уп ра вл я ющие входы б и б 4 элементов 7,1 и 7.4.В третьем столбце разрешающие сигналы поступают нэ управляющие входы в и вз, а запрещающие сигналы на управляющие входы в 2 и в 4 блока 14.3. В четвертом столбце разрешающие сигналы поступают на управляющие входы г 1, г 2 и г 4, а запрещающий сигнал на управляющие вход гз блока 14,4, В соответствии с логикой работы делителя частоты с дробным коэффициентом(см, выше) происходит установка следующих коэффициентов деления Кд,16, 16 Кд Кдг =Кдз = -Кд 4 = -1261013тавших замыкающих контактов в каждом столбце контролируемых контактных групп,В предложенном устройстве с помощью настройки дешифраторов 12.1 на определенный код, зафиксированный в счетчиках10,1, имеется возможность формирования на выходах 13.1 сигналов, соответствующих определенной комбинации сработавшихконтактных групп в данном столбце. (Например, при необходимости формирования сигнала при срабатывании первой и второй контактных групп используется выход дешифратора, соответствующий коду 1100 счетчика 10.1).Другим преимуществом предложенного устройства является возможность оперативной настройки на новую структуру матрицы При изменении а - числа строк матрицы настройка осуществляется за счетизменения количества триггеров 41 двоичного счетчика, числа управляемых дифференцирующих элементов 7. в группе иколичества разрядов счетчиков 10.в блоках 15 1, При изменении и - числа столбцов настройка осуществляется за счет изменениячисла блоков 15.и количества групп дифференцирующих элементов 7.1 - 7.4, При этом в каждом конкретном случае, исходя из требований к объему оборудования и количеству электрических связей между объектом контроля и центральным пультом управления, можно выбрать оптимальный вариант построения устройства. Кроме того, как было описано, в устройстве обеспечиваетсяпроведения контроля и диагностики блоковбез дополнительных аппаратных затрат.Формула изобретения Устройство для сигнализации, содержащее триггер, выход которого соединен с первым входом элемента И, первый вход триггера является входом управления устройства, генератор импульсов, гп-разрядный двоичный счетчик импульсов, блоки индикации, блок датчиков и источник питания,отличающееся тем,что,с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения контроля и диагностики блоков устройств, в него введены и групп дифференцирующих элементов по юп в каждой, п элементов ИЛИ, и блоков анализа состояния датчиков, каждый из которых выполнен из пч-разрядногодвоичного счетчика импульсов, шифратора. дешифратора и элемента ИЛИ, а датчикиблока выполнены в виде переключающихконтактов, образующих матрицу из и столбцов и гп строк, выводы первых и вторых неподвижных контактов переключающихконтактов соединены соответственно с первой и второй шинами источника питания,1 В 24 Ч 5 омера строк сраб грООГ 2,г.с импульсные входы дифференцирующих злементов каждой группы подключены к нулевым выходам одноименных разрлдоя п 1. разрядного двоичного сче чика импульсов, выходы дифференцирующих злементов каждой группы соедине ы с входами соответствующих злеме тол ИЛИ, вьходн которых соединены с входами гп-разрядных двоичных счетчиков импульсов одноименных блоков анализа состояния датчиков, в каждом из которых вых щы а-разрядного счетчика импульсов соединены с соотнетствующими входами шифратора и дегвифратора, выходы которого подглю ены к соо гветствуюгцим входам 5 леме и та ИЛ И,Код, зафиксирова ный в счетчике 10,1 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 в 14 ходь злементов ИЛИ блоков Знал 1 л со стояния дат гиков являются выходами ус 1- ройства, выход генератора импульсол соединен с вторь м входом элемента И. вы ход которого подключен к входу гп-разрядного двоичного счетчика импульгов, выход когорого соединен с нулевым входом триггера, выходы шифраторов блоков анализа состояния датчиков подключены к соответ ствующим входам одноименных блоков индикации, выводы подвижных контактов каждого из переключающих контактов стол бцов марицы блока датчиков соединены с управляющими входами дифференцирую щих элементов одноименной группы.1824645 ешел аз 222 ВНИИ Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ц8 ддия Составитель В. КульковС. Кулакова Техред М.Моргентал Корр Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5