Устройство для сигнализации состояния исполнительных механизмов

(19 8 В 23/О ИЕ ИЗОБРЕТЕН О 84. АЦИИ СОС ехан маэ тел импульсов, рас два триггера, кого импульса, тель импульсов редфо нерато пульсо ироваент НЕ, шадцат ИЛИ лем оди ель кор распредел элементов введены д полнитель И и шесть элементо тчик положения вто о исазоваоту,го механизм рео чаолнинта И,ил. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГКНТ СССР ТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Киевский институт автоматики им. Ч съезда КПСС(56) Авторское свидетельство СССР У 1249556, кл. С 08 В 23/00, 1984.Авторское свидетельство СССР В 1307469, кл. С 08 В 23/00, 19 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗ ТОЯНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и предназначено для применения в качестве средства отображения на динамических мнемосхемах, позволяющего осуществлять сигнализацию не только о статических конечных и динамического промежуточного положений двух- позиционных исполнительных механизмов, но и обеспечивать достоверность и наглядность отображения состоянйя в них интенсивности технологического процесса при последовательном соединении последних с другими исполнительными механизмами, обладающих, как и первые, органами контроля своих конечных положений, и может быть использовано в системах управления в газовой, химической,энергетической и др. отраслях промышленности, когда для сигнализации технологического процесса достаточнане количественная характеристикасостояния. Целью изобретения является повышение информативности устройства путем сигнализации интенсивности прохождения технологического процесса в тракте из двух последовательно соединенных исполнительныхмеханизмов. Для этого в устройство,содержащее первую и вторую шины информации о положении первого исполнительного механизма, первую и вторую шину информации о положении второго исполнительного механизма, шину"Сброс", первый и второй световые индикаторы положения Открыто первогоисполнительного механизма, световойиндикатор положения Закрыто" первого исполнительного механизма, световой индикатор состояния линии связи между исполнительными механизмамипервый индикатор положения Открыто второго исполнительно ель аналогового сигнал узел формирования сигналов промежуточного состояния второго исптельного механизма, три элемепять элементов ИЛИ, элемент запрета,шина "Возврат 1, световой индикаторположения "Закрыто" второго исполнительного механизма и второй индикаторположения "Открыто" второго исполнительного механизма. С помощью световых индикаторов формируется информация о положении исполнительных механизмов, как в крайних, так и в промежуточном, о движении исполнительных механизмов и направлении движения, а также об интенсивности прохождения технологического процесса, 4Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и предназначено для применения в качестве средства отображения информации на динамических мнемосхемах, позволяющего осуществлять сигнализацию не только о статических конечных и динамического промежуточного положений двухпозиционных исполнительных 10 механизмов, но и обеспечивать достоверность и наглядность отображения состояния в них интенсивности технологического процесса при последовательном соединении последних с дру гими исполнительными механизмами, обладающих, как и первые, органами контроля своих конечных положений, и может быть использовано в системах управления в газовой, химической, 20 энергетической и других отраслях промышленности, когда для сигнализации технологического процесса достаточна не количественная, а лишь наглядная качественная характеристика 25 состояния.Цель изобретения - повышение информативности устройства путем сигнализации интенсивности прохождения технологического процесса в тракте 30 из двух последовательно соединенных исполнительных механизмов.На фиг,1 приведен функциональная схема устройства, на фиг.2 схема одного из возможных вариантов35 выполнения преобразователя аналогового сигнала в частоту, на фиг.3 и 4 - схемыузла формирования сигналов промежуточного положения исполнительного механизма с гидроприводом и электроприводом соответственно.Устройство содержит шины 1 и 2 информации о положении первого исполнительного механизма, соответственно Закрыто" и Открыто", световои индикатор 3 положения Закрыто11 .45 первого исполнительного механизма, световые индикаторы 4 и 5 положения 1 нОткрыто первого исполнительного механизма, элементы ИЛИ 6-11, элементы И 12-22, шину "Сброс" 23, шины 24 и 25 информации о положении второго исполнительного механизма, соответственно "Закрыто" и "Открыто", ,формирователь 26 короткого импульса, генератор 27 импульсов, триггеры 2855 и 29, элемент ИЛИ-НЕ 30, распределитель 31 импульсов, элемент НЕ 32 элемент ИЛИ 33, световой индика,тор 34 состояния линии связи между исполнительными механизмами, световой индикатор 35 положения "Закрыто" второго исполнительного механизма, световые индикаторы 36 и 37 положения "Открыто"второго исполнительного механизма,элемент 38 запрета, датчик 39 положения второго исполнительного механизма, преобразователь 40 аналогового сигнала в частоту, узел 41 формирования сигналов промежуточногоположения второго исполнительногомеханизма, элемент ИЛИ 42, шину"Возврат" 43, элемент ИЛИ 44, элементы И 45-47, элементы ИЛИ 48 и 49.Стрелкой указано направление движения материального потока в тракте,содержащем последовательно соединенные первый и второй исполнительные механизмы.Преобразователь 40 аналоговогосигнала в частоту выполнен на резисторах 50-62, триггере 63, операционном усилителе 64, диоде 65,конденсаторе 66, транзисторах 67-70,переключателе 71, который обеспечивает подключение к входу преобразователя 40 как аналоговых токовых сигналов (резистор 57), так и аналоговых сигналов напряжения (резистор55), в зависимости от того, какимявляется выходной сигнал датчика 39положения,Узел 41 формирования сигналов промежуточного положения Исполнительного механизма с гидроприводом (фиг.3)выполнен из элементов И 72-74, элементов ИЛИ-НЕ 75 и 76, шин 77 и 78управления. Узел 41 формирования сигналов промежуточного положения регулирующего исполнительного механизма с электроприводом (фиг.4) выполнениз трех элементов ИЛИ 79-81, элемента ИЛИ-НЕ 82, триггеров 83 и 84, элементов И 85-87, шин 88 и 89 управления и шины "Стоп" 90.Устройство работает следующим образом.Исходное состояние элементов устройства зависит от исходного состояния обоих исполнительных механизмов,а также от того, подавались или неподавались сигналы по шинам "Сброс"23 и "Возврат" 43. В случае подачисигнала логической единицы по шине"Сброс" 23 триггер 29 формирует насвоем прямом выходе единичный логический сигнал, а на инверсном - ну3430 5 10 15 20 25 30 35 40 50 3 145 левой, и наоборот, если сигнал логической единицы подавался по шине "Возврат" 43.За исходное принимаем положение, при котором исполнительные механизмы находятся в закрытом состоянии, В этом случае по шинам 1 и 24 информации о положении соответственно первого и второго исполнительных механизмов в устройство подаются единичные логические сигналы, первый из которых через элемент ИЛИ 6 вызывает ровное свечение светового индикатора 3 положения "Закрыто" первого исполнительного механизма, а второй - через элемент ИЛИ 33 вызывает ровное свечение светового индикатора 35 положения "Закрыто" второго исполнительного механизма, При этом единичный сигнал, поступающий по шине 24 информации о положении второго исполнительного механизма, инвертируясь элементом НЕ 32, запрещает свечение светового индикатора 34 состояния линии связи между механизмами и через элемент ИЛИ 10 подготавливает к работе элементы И 14 и 19 в тот момент, когда первый исполнительный механизм достигнет своего конечного открытого положения.,В этом же исходном состоянии по шинам 2 и 25 информации об открытьх положениях первого и второго исполнительных механизмов в устройство поступают нулевые логические сигналы, в результате чего световые индикаторы 4, 5 и 36, 37 открытого состояния соответственно первого и второго исполнительных механизмов включены.1При подаче на привод первого исполнительного механизма команды наоткрытие по цепям (не показаны) последний начинает открываться. Как только сигнал на шине 1 информации о положении первого исполнительного механизма "Закрыто" станет равным логическому нулю, световой индикатор 3 положения "Закрыто" первого исполнительного механизма погаснет, а световые индикаторы 4 и 5 положения "Открыто" первого исполнительного механизма высветятся мигающим светом, сигнализируя о перемещении первого исполнительного механизма в сторону открытия. Если последний достигнет своего конечного открытого положения, то на шине 2 информации о положении первого исполнительного механизма ну-. левой логический сигнал изменится на единичный и мигающее свечение индикаторов 4 и 5 положения "Открыто" первого исполнительного механизма будет переведено в ровное, несмотря на переключение триггера 29 в инверсное состояние выходным сигналом формирователя 26 короткого импульса, Инверсное состояние триггера 29 сохраняется до момента прихода единичного сигнала с выходя элемента 38 запрета или по шине "Сброс" 23. Такое состояние сохраняется до тех пор, пока второй исполнительный механизм находится в закрытом состоянии.Открытие второго исполнительного механизма осуществляется путем подачи по шине 78 или 89 управления команды в виде единичного логического сигнала, и как только второй исполнительный механизм начнет открываться, т.е. отойдет от своего конечного закрытого положения, в устройство по шине 24 информации о положении второго исполнительного механизма поступит нулевой логический сИгнал, с помощью которого ранее светившиеся ровным светом световые индикаторы 4 и 5 положения "Открыто" первого исполнительного механизма,а также погашенный световой индикатор 34 состояния линии связи междуисполнительными механизмами высвечиваются "бегущим светом", интенсивность скорости которого минимальнаи определяется положением движка резистора 53 преобразователя 40 аналогового сигнала в частоту, так какнулевой логический сигнал, поступающий по шине 24 информации о положении второго исполнительного механизма через элемент ИЛИ 10, запирает элементы И 14 и 19, а через элемент НЕ 32 открывает элемент И 21. Этим разрешается прохождение сигналов от распределителя 31 импульсов на световые индикаторы 4 и 5 положе"ния "Открыто" первого исполнительного механизма и индикатор 34 состояния линии связи, последовательность высвечивания которых определяется направленностью движения материального потока в тракте. Одновре 55 менно с "бегущим светом мигающим светом светятся световые индикаторы 36 и 3 положения "Открыто" второго исполнительного механизма, чтосвидетельствует о динамическом пере430 50 5 1453ходном режиме в сторону увеличениясвоего проходного сечения второгоисполнительного механизма. По мереувеличения этого сечения интенсивность "бегущего света" возрастает,Таким образом, "бегущее свечение световых индикаторов 4 и 5 положения "Открыто" первого исполнительного механизма и индикатора 34состояния линии связи между механизмами с возрастающей интенсивностью и мигающее свечение световых индикаторов 36 и 37 положенияОткрыто второго исполнительногомеханизма свидетельствуют о движении материального потока в тракте,расход которого через открывающийсявторой исполнительный механизм увеличиваетсяОткрытие второго исполнительного, 20механизма происходит до тех пор, по"ка на шине 78 или 89 присутствуетединичный логический сигнал или покана шину "Стоп" 90 не будет подан еди25ничный логический сигнал. В этом случае второй исполнительный механизмостановится, мигающее свечение световых индикаторов 36 и 37 положенияОткрыто второго исполнительногомеханизма прекратится, а на втором30выходе узла 41 Формирования сигналапромежуточного положения второго исполнительного механизма сформируется единичный логический сигнал, который через элемент ИЛИ 44 открывает элементы И 46 и 47 и разрешаетпрохождение на те же световые индикаторы 36 и 37 сигналов от распределителя 3 1.импульсов. Следовательно, все световые индикаторы 4, 5, 34,36 и 37 тракта светятся в режимебегущего света , интенсивность которого определяется степенью полуоткрытого статического положения второго исполнительного механизма и45характеризует собой расход материального потока в тракте на данный момент времени. При этом направленностьбегущего света тракта не изменяется,Длительное присутствие на мнемосхеме "бегущего света" может превратиться для оператора в раздражающий фактор. Для того, чтобы этого избежать, на шину "Сброс" 23 подается единичный логический сигнал, который переводит триггер 29 из инверсного в прямое состояние и прекращает тем самым передачу сигналов отраспределителя 31 импульсов. Но приэтом через элементы И 14, 19 и 20на световые индикаторы 4, 5 и 34поступают длительные потенциальныесигналы, переводя их в режим ровного свечения светом. Ровным светомчерез элемент И 45 высвечиваетсятакже световой индикатор 37 положения Открыто второго исполнительного механизма, а световой индикатор 36 положения "Открыто" второгоисполнительного механизма отключается. Это свидетельсвует о том, чтовторой исполнительный механизм находится в промежуточном полуоткрытом статическом положении, а в тракте имеет место стационарный технологический процесс,При необходимости изменения проходного сечения второго исполнительного механизма в сторону его уменьшения или увеличения командный единичный логический сигнал подаетсясоответственно на шину 77 или 88 управления "Меньше", "Закрытьили шину 78 или 89 управления "Больше",Открыть . При подаче команды на шину 77 или 88 управления световой индикатор 37 положения "Открыто" второго исполнительного механизма выключается, а мигающим светом высвечивается световой индикатор 35 положения Закрыто второго исполнительного механизма, что свидетельствуето том, что второй исполнительный механизм находится в динамическом переходном состоянии в сторону уменьшения своего проходного сечения.При этом световые индикаторы 4 и 5положения "открыто" первого исполнительного механизма и индикатор 34состояния линии связи между исполнительными механизмами своего состояния, т.е, ровного свечения, не изменяют. Как только второй исполнительный механизм остановится путемснятия командного сигнала с шины 77или 88 управления или подачи сигналапо шине "Стоп" 90, мигающее свечение светового индикатора 35 положения Закрыто второго исполнительного механизма прекратится, а световойиндикатор 37 положения "Открыто" второго исполнительного механизма вновьвысветится ровным светом.При подачекоманды на шину 78 или 89 управлениямигающим светом высвечиваются световые индикаторы 36 и 37 положения"Открыто" второго исполнительного механизма, что свидетельствует о том, что второй исполнительный механизм находится в динамическом переходном режиме в сторону увеличения своего проходного сечения. При этом световые индикаторы 4 и 5 положения "Открыто" первого исполнительного механизма и индикатор 34 состояния линии связи между исполнительными механизмами также не изменяют своего состояния и продолжают высвечиваться ровным светом. 15Такие локальные изменения проходного сечения второго исполнительного механизма не прекращают движения материального потока в тракте, а лишь переводят его с одного уровня 2 О расхода на другой. Если оператору потребуется информация о расходе материального потока в тракте при11 стационарном режиме, на шину Возврат" 43 вручную от какой-либо кноп ки мгновенного действия подается единичный логический сигнал, который возвращает триггер 29 в инверсное состояние и вызывает "бегущее свечение" световых индикаторов 4 и 5 по О ложения "открыто" первого исполнительного механизма и индикатора 34 состояния линии связи между исполнительными механизмами, интенсивность которого определяется проходным сечением находящегося в промежуточном статическом полуоткрытом положении второго исполнительного механизма. При съеме информации единичным логическим сигналом по шине "Сброс" 23 сигнализация технологического процесса в тракте возвращается в предыдущее состояние.1Если под действием командного сигнала, поступающего по шине 78 или 45 89 управления, второй исполнительный механизм полностью откроется, то световые индикаторы 36 и 37 положения "Открыто" второго исполнительного механизма высветятся ровным светом. Таким образом весь технологический тракт, содержащий два последовательно соединенные исполнительных механизма, будет светиться ровным светОму свидетельствуя о полном открытии обоих исполнительных механизмов и максимальном расходе материального потока, качественную характеристику которого можно представить, подав единичный логический сигнал по шине "Возврат" 43. При этом возобновится "бегущее свечение",интенсивность которого будет максимальной. В тех случаях, когда второй исполнительный механизм обеспечивает защиту объекта от опасных аварийных ситуаций, например, помпажных, возобновление "бегущего свечения" может быть осуществлено автоматически по дискретному сигналу включения в режим регулирования соответствующего регуляторакоторый подается на шину "Возврат" 43 при подходе.регулирующего исполнительного механизма к границам критических проходных сечений.Сигнализация перехода первого исполнительного механизма из открытого в закрытое положение при нахождении второго исполнительного механизма в полностью открытом или полуоткрытом статическом состоянии осуществляется следующим образом. При подаче на его привод команды на закрытие по цепям.(не показаны) последний начнет закрываться, Как только сигнал по шине 2 информации о положении первого исполнительного механизма станет равным логическому нулю, световые индикаторы 4 и 5 положения "Открыто" первого исполнительного механизма и индикатор 34 состояния линии связи между исполнительными механизмами независимо от того, каким светом они высвечивались (ровным или "бегущим" ), погаснут, а первый световой индикатор 3 положения "Закрыто" первого исполнительного механизма высветится мигающим светом, свидетельствуя о движении первого исполнительного механизма в закрытое положение, При этом сигнализация о конечном открытом или статическом полуоткрытом состоянии второго исполнительного механизма сохраняется, поскольку через элемент 38 запрета разрешается прохождение с прямого выхода триггера 28 единичного сигнала на вход триггера 29, который переключается в прямое состояние, Единичный сигнал с его прямого выхода поступает на входы элементов И 22 и 45, сохраняя тем самым сигнализацию ровным светом того положения второго исполнительного механизма, при котором начался переходной процесс пе 1453430рехода в закрытое положение первого исполнительного механизма.При достижении первым исполнительным механизмом закрытого положения на шине 1 информации о положе 5 нии первого исполнительного механизма появляется единичный логический сигнал, который переводит мигающее свечение первого светового индикатора 3 положения "Закрыто" первого исполнительного механизма в ровное свечение, свидетельствуя об окончании процесса закрытия первого исполнительного механизма. При этом триг гер 28 переключается в инверсное состояние, но сигнализация положения второго исполнительного механизма сохраняется, так как на входы эле" ментов И 22 и 45 через элемент ИЛИ 9 20 поступает единичный сигнал с шины информации о положении первого исполнительного механизма. Наличие этого сигнала при закрытом положении первого исполнительного механизма поэво ляет автономно управлять и сигнализировать положение второго исполнительного механизма в тех случаях1 когда возникает необходимость в проверке его работоспособности, напри мер, в период подготовки проведения технологического процесса.формула из обретения35Устройство для сигнализации состояния исполнительных механизмов соЭ держащее первую шину информации о положении первого исполнительного механизма, которая соединена с первы" 40 ми входами первого триггера и элемента ИЛИ-НЕ и с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к световому индикатору положения "Закрыто" первого исполнительного механизма, вторую шину45 информации о положении первого исполнительного механизма, которая соединена с вторыми входами первого триггера и элемента ИЛИ-НЕ и с первыми входами первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И и с входом формирователя короткого импульса, выход первого элемента И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым световым индикатором положения "Откры 1то первого исполнительного механизма, выход второго элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым световым индикатором полоФР ижения Открыто первого исполнительного механизма, выход третьего элемента И подключен к первому входу восьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к световому индикатору состояния линии связи между исполнительными механизмами, генератор импульсов, выход которого соединен с первыми входами девятого и десятого элементов И, выход девятого элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход десятого элемента И соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, первый и второй выходы первого триггера соединены с вторыми входами соответственно девятого и десятого элементов И, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к третьим входам девятого и де-сятого элементов И, шину "Сброс", которая соединена с первым входом второго триггера, первый выход которого подключен к первым входам пятого и шестого элементов ИЛИ и к второму входу четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход пятого элемента ИЛИ подключен к вторым входам пятого и шестого элементов И, выходы которых соединены с третьими входами соответственно второго и третьего элементов ИЛИ, второй выход второго триггера подключен к вторым входам первого, второго, третьего и седьмого элементов И1 распределитель импульсов, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с третьими входами соответственно первого, второго, третьего и седьмого элементов И, выход шестого элемента ИЛИ подключен к первому входу одиннадцатого элемента И, первую шину информации о положении второго исполнительного механизма, которая соединена с вторым входом пятого элемента ИЛИ и через элемент НЕ подключена к второму входу восьмого элемента И, вторую шину информации о положении второго исполнительного механизма, котораясоединена с вторым входом одиннадцатого элемента И, первый световойиндикатор положения "Открыто" второго исполнительного механизма, о.тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью .повышения информативности уст 5 ройства путем обеспечения сигнализации интенсивности процесса в тракте из двух последовательно соединенных исполнительных механизмов, в него введены датчик положения второго исполнительного механизма, преобразователь аналогового сигнала в частоту, узел формирования сигналов промежуточного положения второго Йе-.полнительного механизма, двенадцатый, тринадцатый и четырнадцатый элементы И, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый элементы ИЛИ, элемент запрета, шина "Возврат",световой индикатор положения "Закрыто" 2 О второго исполнительного механизма и второй световой индикатор положения "Открыто" второго исполнительного механизма, первый выход первого триггера соединен с первым вхо дом элемента запрета, выход которо- . го подключен к первому входу второго триггера, вторая шина информации о положении первого исполнительного механизма соединена с вторым входом 3 О элемента запрета, датчик положения второго исполнительного механизма через преобразователь аналогового сигнала в частоту подключен к входу распределителя импульсов, выход формирователя короткого импульса сое 35 динен с первым входом седьмого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу второго триггера, шина Возврат" соединена с вторым 40 входом седьмого элемента ИЛИ, первая шина информации о положении второго исполнительного механизма подключена к первому входу восьмого элемента ИЛИ и к первому входу узла формирования сигналов промежуточного положения второго исполнительного механизма, первый выход которогосоединен с вторым входом восьмогоэлемента ИЛИ, выход которого подключен к световому индикатору положения Закрыто" второго исполнительного механизма, вторая шина информации о положении второго исполнительного механизма подключена к первому входу девятого элемента ИЛИ и квторому входу узла формирования сигналов промежуточного положения второго исполнительного механизма, второй выход которого соединен с первым.входом двенадцатого элемента И и свторым входом девятого элемента ИЛИ,выход которого подключен к первымвходам тринадцатого и четырнадцатого элементов И, выходы которых соединены с первыми входами соответст"венно десятого и одиннадцатого элементов ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к первому и второ-,му световым индикаторам положения"Открыто",второго исполнительногомеханизма, выход седьмого элемента Исоединен с вторым входом тринадцатого элемента И, выход первого элемента И подключен к второму входу четырнадцатого элемента И, выход генератора импульсов соединен с третьимвходом узла формирования сигналовпромежуточного положения второго исполнительного механизма, третий выход которого подключен к вторым входам десятого и одиннадцатого элемен"тов ИЛИ, выход одиннадцатого элемента И соединен с третьими входами десятого и одиннадцатого элементов ИЛИ,первая шина информации о положениипервого исполнительного механизмаподключена к второму входу шестогоэлемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом двенадцатогоэлемента И, выход которого подключен к четвертому входу одиннадцатого элемента ИЛИ.1453430 ФигЗ 4 Ьа гСоставитель Е.Будари Редактор Н.Тупица Техред И.Ходанич Лончакова ре 7287 4 Тираж За Подписное иям и открытиям при ГКНТ СССР ого комитета по изобретен 35, Москва, Ж, Раушска твенно-полиграфическое предприятие оиз осударстве11 жгород, ул. Проектна