Устройство для защиты и автоматического отключения потребителя

1339722 ширение области применения для иканалов. Устройство в каждом каналесодержит формирователи импульсов 1,триггеры памяти 2, буферные триггеры3, буферные элементы И 4, элементыИ 5 записи, информационные триггеры6, блоки анализа информации 7, формирователи перепадов импульсов 8,элементы И 9 запрета, а также общиедля устройства первый 10, второй 11,третий 12 и четвертый 13 элементы Ипередачи, первый 14, вторые 15, 16и третий 17 элементы ИЛИ, блок управ 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для защиты и автоматического отключения потребителей, и может быть использовано в системах и приборах автоматического контроля и регулирования.Целью изобретения является повышение надежности и расширение области применения устройства для п каналов. 10На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 функциональная схема формирователя импульсов; на фиг.3 - функциональная схема блока анализа информации; на фиг.4 - функциональная схема блока управления.Устройство в каждом канале содержит формирователи 1 импульсов, триггеры 2 памяти, буферные триггеры 3, 20 буферные элементы И 4, элементы И 5 записи, информационные триггеры 6, блоки / анализа информации, формирователи 8 перепадов импульсов, элемен 25 ты И 9 запрета, а также общие для устройства первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 элементы И передачи, первый 14, вторые 15, 16 и третий 17 элементы ИЛИ, блок 18 управления, триггер 19 формирования перепадов, элемент И 20, и генератор 21 импульсов. Кроме того, устройство содержит абоненты 22, ключевые элементы 23 и коммутаторы 24.Входы устройства в каждом канале 35 подключены к единичным входам триггеров 2 памяти, выходы которых через ления 18, триггер формирования перепадов 19, элемент 20, генератор импульсов 21. Кроме того, устройство содержит абоненты 22, ключевые элементы23, коммутаторы 24. Новым в устройстве является введение в него в каждомканале блоков анализа, формирователейперепадов импульсов, информационныхтриггеров, триггеров памяти, буферныхтриггеров, элементов И записи, запрета, передачи, а также общих блокауправления и триггера формированияперепадов. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. буферные элементы И 4 соединены с единичными входами буферных триггеров 3,соединенных своими выходами соответственно через элементы И 9 запретас нулевыми входами триггеров 2 памяти и через элементы И 5 записи с еди -ничными входами информационных триггеров 6, выходы которых соединены ссоответствующими входами формирователей 1 импульсов и через соответствующие формирователи 8 перепадов импульсов с входами абонентов 22 и блоков7 анализа информации, Единичные входы триггеров 2 памяти через первый10 и второй 11 элементы И и черезпервый элемент ИЛИ 14 соединены состробирующим входом триггера 19 формирования перепадов, а выходы последнего и элемента И 25 формированияперепадов через третий элемент ИЛИ17 и формирователь 8 перепадов подключены соответственно к первому входу блока 18 управления и к третьимвходам формирователей 1 импульсов,первые входы которых соединены сединичными выходами информационныхтриггеров 6, а вторые входы - с соответствующим входом блока 18 управления и выходом генератора 21 импульсов. Первые выходы формирователей 1импульсов подключены к стробирующемувходу информационных триггеров 6, вторые выходы - к соответствующим входам элементов И 10-13 передачи иэлементов И 9 запрета, третьи выходы -к соответствующим входам блоков 7анализа информации, выходы которыхновки в "0" 1 К-триггера 50, второй вход через элемент И 51 - к входу распределителя 49 импульсов, а выход 52 соединен со стробирующим входом 1 К-триггера 50, подключенного своим выходом к второму входу элемента И 51.Шина 52 подключена к соответствующим входам формирователей 1 импульсов, блоков 7 анализа информации, блока 18 управления и входу установки в "0" информационного триггера 6, входы 1 и К которого совместно с аналогичными шинами триггера 19 формирования перепадов подключены соответственно к шинам устройства.Устройство работает следующим образом.Перед началом работы сигналом начала обмена устройство устанавливается в исходное состояние. В этом случае все элементы памяти, кроме триггеров 2 памяти и буферных триггеров 3, устанавливаются в нулевое состояние, а в счетчик 37 блока 7 анализа информации записывается код начальных условий. При поступлении на вход устройства с линии связи (например, интерфейса) сигналов, характеризую-. щих начало работы, эти сигналы запоминаются триггерами 2 памяти, Переднийфронт входного сигнала, в зависимостиот места поступления, проходит черезпервый 10 и второй 11 элементы И передачи и через первый элемент ИЛИ 14устанавливает в состояние "1" триггер 19 формирования перепадов, на нулевом выходе которого вырабатывается 40 перепад уровня, который, проходя через третий элемент ИЛИ 17, формируетимпульс на выходе соответствующегоформирователя 8 перепадов, запускающий блок 18 управления. Первый им пульс 53 управления, формируемый указанным блоком, переписывает информацию с,триггеров 2 памяти через буферные элементы И 4 в буферные триггеры 3, а второй импульс 54 передним 50 фронтом с буферных триггеров 3 черезэлементы И 5 записи - в информационные триггеры 6, которые при наличиипосылки информации на данном входеустанавливаются в состояние "1". Пе репад уровня на выходе укаэанноготриггера формирует при помощи соответствующего ему формирователя 8 перепадов выходной импульс, поступающий на абонент 22 и на блок 7 анализ1339722через ключевые элементы 23 и коммутаторы 24 соединены с соответствующимивходами 25 абонентов, а вторые входы - с входами устройства, причем5выходы блока 18 управления подключены соответственно к вторым входамбуферных элементов И 4, элементовИ 5 записи, третьим входам элементов И 9 запрета, нулевым входам бу:.:ферных триггеров 3 и вторым входамэлемента И 20 и одного элементаИЛИ 15Формирователь 1 импульсов (фиг.2)содержит счетчик 26 с индикатором 27переполнения, например триггером, дешифратор 28, первый 29 и второй 30элементы И, элемент ИЛИ 31 и инвертор 32, вход которого соединен спервым входом 33 формирователя 1, авыход - с вторым входом 34 и черезвторой элемент И 30 и элемент ИЛИ 31с установочным входом счетчика 26,выходы которого через дешифратор 28соединены с первым выходом 33 формиро - 25вателя 1, а выход - с вторым выходом35 формирователя 1 и через первыйэлемент И 29 со счетным входом указанного счетчика, причем второй 34и третий 36 входы формирователя 1 ЗОсоединены соответственно с входамипервого 29 и второго 30 элементов И,Блок 7 анализа информации (фиг.3)содержит счетчик 37, дешифратор 38,КБ-триггер 39 со стробирующим входом, первый 40 и второй 41 инверторы,входной элемент И 42, кодовые элементы И 43, и 44, и элементы ИЛИ 45 и46, входы последнего соединены ссоответствующими входами блока 7анализа, а выход через кодовые элементы И 43 и 44 - с входами установки счетчика 3, выходы которых черездешифратор 38 и элемент ИЛИ 46 соединен с входом установки в 1 КБ -триггера 39 и через инвертор 40 свходом установки в 0. Входные шины 47 и 48 блока 7 анализа соединены через входной элемент И 42 сосчетным входом счетчика 37 и далеечерез инвертор 41 со стробирующимвходом триггера 39.Блок 18 управления (фиг.4) содер -жит распределитель 49 импульсов,1 К-триггер 50 и элемент И 51. Выходы распределителя. 49 импульсов (который может быть любого известного ти- .па) являются выходами блока, первыйвход которого подключен к входу устазапуска блока 18 управления схемаработает аналогично, Сигналы с выхо.дов соответствующих информационныхтриггеров 6, поступая на шину 57 5блока 7 анализа информации, открывают входной элемент И 42, через который разрешается прохождение информации с входных .шин 57 устройства.Данная информация считается счетчиком 37, в который через кодовые элементы 43 и 44 записывается сигналами "52" (код). Начальная вставка(код) определяет допустимое количество появления сигналов или помех навходе устройства за время работыформирователяимпульсов. В случае,если число помех на входе меньше допустимого, на выходе счетчика 37 невырабатывается код, необходимый длясрабатывания дешифратора 38, т.е.сигнала отключения на выходе блока7 анализа информации нет. В случае,когда число помех или появлений не нормированной информации на входахустройства больше допустимого, навыходах дешифратора 38 вырабатывается сигнал, который, стробируясь перепадом напряжения с выхода инверто -ра 41 при сбросе информационноготриггера 6, устанавливает в состояние "1" триггер 39 со стробирующимвходом. Далее происходит отключениечерез ключевые элементы 23 и коммутатор 24 абонента 22.35Формировательимпульсов, сформировав при помощи счетчика 26 необходимую длительность, при помощи дешифратора 28 вырабатывает на своемвыходе 58 сигнал, устанавливающий всостояние01 информационный триггер 6.Любая следующая посылка входнойинформации воспринимается любым кана лом устройства с выхода формирователя8 перепада импульсов, устанавливает всостояние "1" КБ-триггер 39, вследствие чего импульсы с генератора 21поступают на распределитель 49 импульсов любого типа. Последний импульс54 задним фронтом устанавливает триггер 50 в "0", прекращая Формированиеимпульсов.Аналогично схема работает при одновременном поступлении информации нанесколько входов 58.В случае, если частота входнойинформации больше допустимой, устройство работает следующим образом,51339722за информации, подтверждая его исходное состояние. Установка в состояние "1" триггера 6 импульсом 54 позволяет установить импульсом 53 такжеи соответствующий формирователь 1импульсов, т.е. счетчик 26 Формирователя 1 импульсов через элемент И 29,который открыт сигналом с инвертора32, и элемент ИЛИ 30 установится импульсом 53 следующим образом: вовсех разрядах счетчика 26 и индикаторе 27 переполнения подтверждаетсясостояние 01,Сигнал с шины 56 открывает первыйэлемент И 29, через который на входсчетчика начинают поступать импульсыс генератора 21. Длительность формируемого импульса обычно равна периодувходного сигнала, счетчик 26 отсчитал необходимое количество импульсов, дешифратор 28 срабатывает и устанавливает информационные триггеры6, прекращая поступление импульсовс генератора 21 на счетчик 26 черезпервый элемент И 29. Второй тактовыйимпульс 54 через элементы И 9 запрета устанавливает в "0" триггеры 2памяти, причем установка в "Оп происходит только для тех триггеров 2, всоответствующих буферных триггерах 3которых была записана "1" и запущенформирователь 1 импульсов.Далее третий тактовый импульс 55устанавливает в состояние "0" буферные триггеры 3. Четвертый тактовыйимпульс 52 открывает третий 12 и четвертый 13 элементы И передачи, и вслучае, если за промежуток времениработы блока 18 управления на любойиз входов 52 устройства поступаетвходной сигнал, то через второй элемент ИЛИ 15 и элемент И 20 Формирования перепадов происходит запуск блока 18 управления, с выхода которогопоступают сигналы 53-56 на соответствующие элементы И, затем следует запуск соответствующего формирователяимпульсов. На запущенные Формирователи 1 импульсов данный сигнал невоздействует, так как в них второйэлемент И 30 закрыт уровнем с выхода инвертора 32 исигнала 54 на работающие формирователи 1 импульсовне проходит. Поскльку частота поступления информации на входы 57 устройства Г .10 2 г, то потеря информации полностью исключается (ЙТМ, -частота тактовых импульсов). После1.Устройство для защиты и автоматического отключения потребителя,содержащее формирователь импульсов,ключевой элемент, выход которого через коммутатор подключен к абоненту,элементы И, ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е -с я . тем, что, с целью повьппения надежности и расширения области применения для и каналов, оно дополнительно содержит в каждом канале блокианализа, формирователи перепадов импульсов, информационные триггеры,триггеры памяти, буферные триггеры, элементы И записи, буферные элементы И, элементы И, элементы И запрета, элементы И передачи, а также общие для устройства блок управления и триггер формирования перепадов, нулевой выход которого через третий элемент ИЛИ и соответствующий формирователь перепадов импульсов соединен с первой входной шиной блока управления, входы К и 1 данного триггера - соответственно с шинами логического нуля и логической единицы, а стробирующий вход - с выходом первого элемента ИЛИ, причем в каждом канале управления входные шины устройства подключены к единичным входам триггеров памяти, выходы которых через буферные элементы И соединены с единичными входами буферных триггеров, соединенных своими единичными выходами через элементы И записи с входом информационных триггеров, единичные выходы которых подключены к первой шине формирователя импульсов, буферные триггеры через элементы И запрета соединены с нулевыми входами триггеров памяти, информационные триггеры через формирователи перепа-. дов импульсов - с входом блока анализа информации и входом соответствующего абонента, выход которого через коммутатор соединен с ключевым элемен 45 7 13397Вставка в счетчик 37 блока 7 анализаинформации записывается обычно в дополнительном коде, от ее значения зависит какое количество помех можетпройти на вход устройства, не вызвавего отключения. При увеличении входной частоты на величину, превышающуюдопустимую, формирователь 1 импульсов практически все время держит сигОнал открытия на шине 47 блока 7 анализа информации, т.е. на шину 48данного блока в любом случае поступает ненормированное число сигналов,которое считается счетчиком 37, а.далее аналогично описанному указанным блоком вырабатывается сигнал отключения,Длина счетчика 26 формирователя1 выбрана такой, что выработка длительности импульса анализа происходитменьшее время, чем выработка сигналапереполнения на входе индикатора 27переполнения. Обычно эта разницапредставляется коэффициентом 1,2 иболее.В этом случае при уменьшении частоты на заданные нормы в нужный момент времени сброса счетчика 26 непроизойдет (сброс счетчика 26 приори- Отетный перед счетными сигналами, исчетчик сбрасывается в "О"обязательно независимо от входного сигнала), а это обуславливает выработкусигнала на выходе переполнения счетчика и срабатывание индикатора 27переполнения, сигнал с которого поступает на шину 59 блока 7 анализаинформации и по окончании длительности импульса на шине 47 триггер 39 4 Оустанавливается в состояние "1",т.е. происходит отключение абонента22. Схема устройства работоспособнапри любой синфазности поступлениявходных сигналов: одновременно илиразнесенных по времени. Состоянияотказов индицируются на клеммах 60,по сигналам которых оператор или ЦВМможет следить за состоянием систеБОРаботоспособностьпредлагаемогоустройства обеспечивается при любомизменении частоты входных сигналов,при любом сочетании длительности импульсов и параметров элементов,при прохождении помех на входе устройства, что повьппает надежность.Устройство исключает потерю информации при работе в многоканальных ком 22 8плексах с любым порядком следования входной информации, что расширяет область его применения. Оно работоспособно при работе в дистанционных системах с длинными линиями связи, где возможно появление некоторого числа помех или случайных процессов. Это также увеличивает надежность и расширяет область применения устройства,Формула изобретениятом, причем выход блока анализа инФормации соединен с входом ключевого элемента и выходной шиной, при этом входные шины через элементы И передачи подключены к входам первого элемента ИЛИ, нулевой установочный вход триггера формирования перепадов соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выходы триггеров памяти через тре тий и четвертый элементы И передачи, один из вторьгх элементов ИЛИ и элемент И формирования перепадов - с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход генератора импульсов подключен 15 к второй входной шине формирователя импульсов и блока управления .общего для всех каналов,. а выходы блока управления соединены соответственно первый с вторыми входами буферных 20 элементов И, второй - с третьимивходами элементов И запрета, вторыми входами элементов И записи и третьей входной шиной формирователей импульсов, третий выход блока управления - 25 с нулевыми входами буферных триггеров, четвертый - с вторыми входами элемента И формирования перепадов и второго элемента ИЛИ, первый вход которого совместно с соответствующими 30 шинами формирователя импульсов, блока анализа информации, блока управления и нулевым входом информационного триггера соединен с шиной начала обмена, при этом второй вход формиро- З 5 вателей импульсов с первого по иканалов соединены с вторыми входами первого и третьего элементов И передачи, второй выход формирователя импульсов п-го входа соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов И передачи, а третий выход формирователей импульсов - с третьей шиной блока анализа информации, вторая шина которого подключена к соот ветствующим входам устройства, вхоцы блока анализа информации соединены с выходами формирователя импульсов и вторыми входами элемента И запрета,2.Устройство по п.1, 0 т л и - 50 ч а ю щ е е с я тем, что формирователь импульсов содержит счетчик с индикатором переполнения, дешифратор, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ и инвертор, вход которого соеди нен с первой входной шиной формирователя и первым входом первого элемента И, а его выход соединен с входом счетчика, выходы разрядов которого подключены через дешифратор к первой выходной шине, а выход переполнения соединен с единичным установочным входом индикатора переполнения, соединенного своим единичным выходом с третьей выходной шиной, а нулевой с шиной начала обмена, которая через второй вход элемента ИЛИ подключена к установочным входам счетчика, а выход инвертора соединен с второй выходной шиной и первым входом второго элемента И, первый вход которого подключен к третьей шине, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, а второй вход первого элемента И соединен с второй входной шиной формирователя.З,устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок анализа информации содержит счетчик, дешифратор, КБ-триггер со стробирующим входом, первый и второй инверторы, входной элемент И, кодовые элементы И, элементы ИЛИ, причем первая входная шина через первый вход входного элемента И соединена с входом счетчика, выходы которого через дешифратор и второй элемент ИЛИ подключены к единичному установочному входу КБ - триггера, а через инвертор - к нулевому установочному входу данного КБ- триггера, выход которого является выходом блока анализа, входы начала обмена и третья. входная шина через третий и второй входы первого эле - мента ИЛИ и коцовые первые и вторые входы соответственного первого и второго элементов И соединены с установочными входами счетчика, вторые входы кодовых элементов И - с входами "1(од" блока, вторая входная шина под - ключена к второму входу входного элемента И, а первая через второй инвертор - к стробирующему входу триггера, при этом четвертая входная шина блока соединена с вторым входом второго элемента ИЛИ.4.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит распределитель импульсов, П(-триггер и элемент И, выход которого соединен с распределителем импульсов, выходы которого являются выходами блока управления, причем входная шина блока подключена к единичному входу П(-триггера, шина начала обмена - к нулевому, а вторая входная шина - к второму входу элементаИ, при этом шины логических нуля иединицы соединены соответственно свходами триггера, а стробирующий 133972212вход - с четвертым входом распределителя импульсов, выход 1 К-триггерасоединен с первым входом элемента И.1339722 дход Фиг. Х Составитель Л.КорнееваРедактор И.Николайчук Техред М.Дидык рректор М.Ша Подписное д. 4/5 изводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4,Заказ 4867 ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, Тираж 617венного комитета ССетений и открытийЖ, Раушская наб.