Многоканальное устройство контроля

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик идатвльствх СКОМУ К(22) Заявлено с прнсоедиие 87463/18-2 51)М. Кл. 6 05 В 23 2.02. 80(21)емзаявкиМЬаудара 3) Приоритет Опубликова СС СР ао делам изабратеиийи втхрытий(71) Заявител 54) МНОГОКАНАЛЬ СТРОЙСТВО КОНТР ри сравнивающее устроиство, которое и определенной абсолютной величине разности входных сигналов выдает сигнал отказа. Для обеспечения правильного функционирования такой системы необходимо запоминание отказа и исключение влияния отказавшего канала на работу резервированной системы 1.Недостатками этого устройства являются запоминание отказа при переры" ве питания или колебаниях напряжения истояника питания и сохранение сигнала отказа при восстановлении нормальных параметров питания контролируемого канала.Наиболее близким к изобретению является устройство выбора непрерыв" ного сигнала по принципу "большинства", содержащее один общий блок выделения среднего по величине сигнала, выполненный на диодных мостах, и в каждом контролируемом канале два сумматора, вентиль и компаратор, Первый вход компаратора соединен через сумИзобретение относится к приборостроению и автоматике и может бытьиспюльзовано при построении системавтоматического управления повышенной Надежности. В системах автоматического управления с многоканальнымрезервированием и непрерывным контролем исправности каждого из каналовприменяются устройства для выделения среднего по величине сигнала, по10принципу мажоритарной логики, так называемые кворум-элементы.Известно устройство, содержащееузел выбора среднего значения сигнала, так называемый кворум-элемент и5компараторы, т.е. релейные сравнивающие устройства. Выходы контролируемых каналов подключены ко входамкворум-элемента. Один вход компаратора подключен к выходу кворум-эле 30мента, а второй вход компаратора - квыходу контролируемого канала. Сигналс выхода канала и сигнал с выходакворум-элемента поступают на релейное С.И, Власкин, В.А.Козловков928303матор с первым выводом, а второйвход - со вторым выводом первой (знакопостоянной) диагонали диодного моста. Выход компаратора соединен черезвентиль со входами первого и второго5сумматоров, причем выход второго сумматора соединен со второй (знакопеременной) диагональю моста 123.Недостатками такого устройстваявляются воэможность выдачи ложногосигнала исправности при. возникновениинеисправности в компараторе и нестабильность порога срабатывания, выэ": ванная изменением падения напряженияна знакопостоянной диагонали мостапри изменении температуры окружающейсреды, Это изменение падения напряжения на двух последовательно соединенных диодах при изменении температуры окружающей среды от минус 6 ООСдо плюс 60 ОС может достигать величины0,5 В, в ряде случаев это снижаетнадежность работы системы контроля.Кроме того, в устройстве происходитзапоминание отказа, возникшего приколебаниях или перерыве напряженияпитания канала, что приводит к отключению канала после восстановлениянормальных параметров питания канала.Это снижает надежность работы системы автоматического управления.Цель изобретения - повышение надеж"ности работы устройства за счет сохранения работоспособности при перерывахпитания в канале, в частности путемисключения ложного сигнала исправнос- фти и введения сигнализации о возникновении неисправности в компараторе,снятие запоминания отказа при восстановлении нормальных параметров источника питания, а также упрощение устройства,контроля,Поставленная цель достигается тем,что в многоканальное устройство контроля, содержащее блок выделения среднего по величине сигнала,. выход которого соединен в каждом канале с первым входом компаратора, второй входкоторого соединен с соответствующимрходом устройства, а выход компара-тора - с первым входом узла памяти ффданного канала, в каждый канал допол"нительно введены запоминающий конденсатор, разрядный резистор, разделительный диод, ВБ-триггер и П-триггер,вход разрешвния записи которого под- Оключен к выходу узла памяти, а выходы - ко входам ВЯ"триггера, выход которого через разделительный диод под 5 4ключен к второму входу узла памяти иобщей точке соединения запоминающегоконденсатора и разрядного резистора,другие выводы которых соединены сшиной земли.При этом компаратор выполнен посхеме автогенератора, входы которогосоединены с соответствующими входамикомпаратора, а выход соединен с дифФеренцирующей входами компаратора,а выход соединен с дифференцируоцей цепочкой, состоящей изконденсатора и резистора, к общейточке соединения которых через выпрямительный диод подключен накопительный конденсатор с разрядным резистором,. На Фиг. 1 представлена, блок-схема,реализуоцая один из вариантов устройства; на фиг. 2 - временные диаграммыего работы.Устройство (фиг. 1) содержит блок1 выделения среднего по величине сигнала, диодные мосты 2, резисторы 3,выход 4 блока 1, компараторы 5, состоящие из усилителя б, входных резисторов 7 и 8, цепи положительной обрат.ной связи из резисторов 9 и 10, цепиотрицательной обратной связи иэ резисторов 11 и 12 и конденсатора 13,дифференцирующей цепочки из конденсатора 1 М и резистора 15, выпрямительного диода 16, накопительного конден.сатора 17 и разрядного резистора 8.Устройство также содержит узел памяти19, выполненный на элементе НЕ 20 итриггере запоминания 21, запоминающий конденсатор 22 и разрядный резистор 23, 0-триггер 24, состоящий изэлементов ИЛИ-НЕ 25 и 26, Ю-триггер,27, разделительный диод 28, выводыисправности питания 2., Ьтказа канала 30, входы устройства 31. Резисто"ры 7-12, конденсатор 13 и усилитель6 образуют автогенератор 32.На фиг. 1 приняты следующие обозначения: а - изменение напряжения междувыводами блока 1; б - Форма импульсов на выходе автогенератора 32, работающего в режиме ШИН - 0 ЮИИ; вФорма импульсов на выходе дифференцируоцей цепочки Ц; г - изменениенапряжения на выходе компаратора 5 д - изменение напряжения на выходе элемента НЕ 20 - Ц, е - изменение напряжения на выходе триггеразапоминания отказа 21 - 11, ж - изменение напряжения на выходе "отказканала 1" - 0, з - изменение напря92830 5жения на выходе элемента 25 - Бс,и - изменение напряжения на входесигнала "исправность питания канала1"; к - изменение напряжение на К-входе В 5-триггера 21 - Ц.5Устройство работает следующимобразом.Сигналы с выходов контролируемых18 ыо 1 ЗЬьаР Цбых 4 поступаютна выводы диодных мостов, Далее рассматривается только работа одногоканала. Входы компаратора 5 подключены к выводам диодного моста 2,Порог срабатывания компаратора 5определяется разностью напряженийна выводах моста 2, при которой разность напряжений на обоихвходах усилителя 6 не может бытьскомпенсирована током через цепь обратной связи из резисторов 11 и 12.При отсутствии конденсатора 13 схемакомпаратора 5 представляет собой схему обычного дифференциального усилителя, а величина порога срабатываниякомпаратора соответствует значению 15разности входных сигналов дифференциального усилителя, при котором усилитель переходит в состояние насыщения,Если выходные сигналы всех каналовзоодинаковы, то сигнал. разности, снимае.мый с диодного моста 2 равен нулю.На выходе усилителя 6 имеются двухполярные импульсы со скважностью,равной 2 (графики а, б, Фиг. 2). Кон- Зденсатор 17 заряжается через диод 16положительными импульсами с вольтсекундной площадью, определяемой параметрами дифференцирующей цепочки изконденсатора 11 и резистора 15. Напряжение с конденсатора 17 поступаетна вход элемента НЕ 20. При этом навыходе инвертора состояние "О" (выходное напряжение равно нулю), (граФики в-д фиг. 2). Триггер запоминанияотказа 21 установлен в состояние "0"(график е фиг. 2). Выход триггера 21подключен ко входу разрешения записиР-триггера 21, выполненного на элементах ИЛИ-НЕ 25 и 26 и ВЯ-триггера5 О27. На вход Р подается сигнал исправности питания канала, При наличии исправности питания и исправности канала выход элемента 25 имеет состояние"1", При этом на выходе отказ канам 55ла 1" напряжение положительной полярности, С выхода триггера 27, являющегося входом Р-триггера, на вход 5 6К-триггера 21 подается "0" (графикие-к фиг. 2), При возникновении неис-правности в канале разность напряжений на выводах диодного моста 2 превышает порог срабатывания компаратора,Импульсы на входе усилителя 6 пропадают и конденсатор 17 разряжается через резистор 18 (графики а-г Фиг, 2). На выходе элемента НЕ 20 и триггера 21 появляется состояние "1" с временной задержкой после пропадания импульсов, определяемой постоянной разрядаконденсатора 17 (графики д,е. Фиг. 2)На выводе 30 "отказа канала 1" устанавливается нулевой сигнал, соответствующий наличию отказа (графики ж фиг, 2). При последующем. уменьшении разности напряжения на выводах моста 2 появлении импульсов и переходе элемента НЕ 20 в состояние "О" триггер 21 сохраняет состояние "1" и отказ запоминается. Если после запоминания отказа последует снятие исправности питания (график и фиг. 2),то запись н 1" в триггер 27 блокируется наличием ".1" на выходе триггера 21 и сброса памяти не происходит (график е Фиг. 2). При наличии сигнала исправности на выходе "отказ канала 1" и перерыве питания на выводе 29 напряжение равно нулю. Выход элемента 25 и выход триггера 27 переходят в состояние "1" и на выходе "отказ канала 1" устанавливается сигнал отказа (графики ж-к Фиг, 2) . После пропадания импульсов на выходе усилителя 6 из-за снятия питания или из-за появления разности напряжений на выводах моста 2, превышающей порог срабатывания компаратора 5, выход элемента НЕ 20 и выход триггера 21 переходят в состояние "1", а на выходе элемента 25 устанавливается "0", На выходе триггера 27 сохраняется состояние "1" (графики б-е,з,к фиг. 2) . При восстановлении исправности питания на выходе усилителя 6 появляются импульсы. Навыходе элемента 20 устанавливается"0". Триггер 21 переходит в состояние "0", Триггер 21 переходит в состояние "0" из-за наличия "1" навходе К. Выход "отказа канала 1" переходит в состояние исправности (графики д-ж, Фиг. 2)Наличие "1" навходе К и наличие нуля на входе Ятриггера 27 вызывает переход триггера27 в состояние "0", Конденсатор 22начинает разряжаться через резистор23, Состояние "1" на входе К-триггера928305 формула изобретения 21 сохраняется в течение времени,определяемого постоянной времени разряд конденсатора 22, Запоминание"1" необходимо для восстановлениясигнала исправности канала после повторного отказа, возникающего из-запереходных процессов в контролируемом канале в течение 1 фграфик а ОпРР,фиг. 2).при включении питания канала.При возникновении неисправности (пробой, обрыв какого-либо элемента схемы) компаратора 5 автогенерация сры"вается и напряжение на конденсаторе17 равно нулю, На выходе "отказ ка"нала 1" появляется сигнал отказа.Узел памяти 19 и О-триггер 24 выполнены на микросхемах с униполярнымМОП-транзисторами. Питание узла памяти 19 и 0-триггера 24 производится .от отдельного источника питания повышенной надежности (аккумуляторнаябатарея).Данное устройство значительно надежнее известных устройств. 2. Многоканальное устройство конт- Зороля, содержащее блок выделениясреднего по величине сигнала, выходкоторого соединен в каждом канале спервым входом компаратора, второйвход которого соединен с соответст- ЗЗвующим входом устройства, а выходкомпаратора - с первым входом узла памяти данного канала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства эа счет сохранения работоспособности при перерывах питания в канале, в каждый канал дополнительно введены запоминающий конденсатор, разрядный резистор, разделительный диод, ВЯ- триггер и Р-триггер, вход разрешения записи которого подключен к выходу узла памяти, а выходы - ко входам ВЯ-триггера, выход которого через разделительный диод подключен к второму входу узла памяти и общей точке соединения запоминающего конденсатора и разрядного резистора, другие выводы которых соединены с шиной земли.2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что компаратор выполнен по схеме автогенератора, входы которого соединены с соответствующими входами компаратора, а выход соединен с дифференцирующей цепочкой, состоящей из конденсатора и резистора, к общей точке соединения которых через выпрямительный диод подключен накопительный конденсатор с разрядным резистором. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Белгородский С.Н. Автоматизацияуправления посадкой самолета. М"Транспорт", 1972, с, 286-289,2. Авторское свидетельство СССРИ 623206, кл Н 03 К 19/42, 1978. по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раув