Выходной канал устройства управления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 Н 01 Н 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН11Й,."

Вл е"-ЕС И ) э,.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4112353/24-07 (22) 27.08.86 (46 ) 23.04.88. Бюл. 15 (71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей им. 50-летия СССР (72) Н.Н.Горунов, И.Ф.Жмиевский и В.И.Судаков (53) 621.318.3-5(088.8) (56), Нежданов В.Т., Нежданов И.В.

Аппараты низкого напряжения, ЦИНТИЭЛЕКТРОПРОМ, 1961, т.11, с. 111-116.

Каталог ST51 фирмы "Сименс", ФРГ, 1981, с.7. (54) ВЫХОДНОЙ КАНАЛ УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ (57) .Изобретение относится к устройствам преобразования энергии и предназначено для использования в системах .управления технологическим оборудованием, оснащенных исполнительными устройствами, изменяющими свое положение под действием неполярных импульсов. Цель изобретения — снижение потребления электроэнергии и повьппение надежности. Это достигается за счет установки на вход устройства дифференцирующей цепи 2, что сводит процесс управления в нем к импульсному, при котором электроэнергия потребляется только в момент прохождения импульсов. Исполнительный механизм (ИИ) 9 выполнен в виде электромагнитного механизма с двумя фиксированными положениями якоря, что достигается с помощью шарнирно установленных относительно корпуса и якоря ip,-жин

BG втулках, а также за счет ссуществления непрерывной диагностики ° Выходной канал состоит из модуля 1 вывода и ИИ 9. Модуль 1 вывода содержит дифференцирующую цепь 2, формирователь 3 длительности импульсов, ключ 4, элемент 7 защиты и блок диагностики, содержащий выходной нормализатор 5 и элемент 6 равнозначности, на выходе которого формируется сигнал неисправности, а Ж1 9 состоит из корпуса, электромагнитной катушки, якоря и пружин во втулках, шарнирно установленных относительно корпуса и якоря. 4 ил.

1390657

Изобретение относится к устройствам преобразования .энергии и предназначено для использования в системах управления технологическим оборудова" 5 нием, оснащенных исполнительными устройствами, изменяющими свое положение под действием неполярных импульсов.

Цель изобретения — снижение потребления электроэнергии и повьппение 10 надежности, На фиг.l представлена структурная схема выходного канала устройства управления; на фиг.2 — исполнительное устройство, разрез; на фиг.3 — - при- 15 мер выполнения элемента равнозначности, диаграмма состояния; на фиг.4— временные диаграммы выходных сигналов элементов выходного канала устройства управления. 20

Выходной канал устройства управления содержит модуль 1 вывода, состоящий из дифференцирующей цепи 2, формирователя 3 длительности импульсов ключа 4 блока диагностики, со-- 25

> ! держащего входной нормализатор S u элемент 6 равнозначности, и элемента 7 защиты. К выходу модуля 1 вывода через линию 8 связи подключен исполнительный механизм 9, состоящий ЗО из корпуса 10, катушки 11, якоря 12, пружин 13 в ограничивающих втулках 14 и шарниров 15.

Дифференцирующая цепь 2 установлена на входе модуля 1 вывода так, что вход дифференцирующей цепи 2 является и входом модуля 1 вывода, а выход ее подключен к входу формирователя 3 длительности импульсов, выход которого соединен с входом ключа 4. щ

Вход дифференцирующей цепи 2 соединен с первым входом элемента 6 равнозначности, к второму входу которого подключен выход нормализатора 5, а вход последнего соединен с выходом модуля 1 вывода и через элемент 7 защиты с выходом ключа

Ключ 4 служит для коммутации напряжения питания (11„„,) на исполнительный механизм 9 по команде сигналов управления на входе модуля 1 вы-, вода, Входной нормализатор 5 служит для согласования U«, с входом элемента 6 равнозначности . 55

Выходной канал устройства управления работает следующим образом.

При поступлении сигнала управления на вход модуля 1 вывода дифференцирующая цепь 2 формирует импульс, запускающий формирователь 3 длительности импульсов, который в свою очередь вырабатывает импульс с длительностью, необходимой для перевода исполнительного механизма 9 из одно" го фиксированного положения в другое. Независимо от того, какой длительности сигнал поступает на вход модуля 1 вывода, формирователь 3 длительности импульсов выдает на выходе импульсы постоянной длительности,достаточной для перевода самого инерци . онного исполнительного механизма в новое состояние. Единственное условие, которое должно при этом соблюдаться — пауза между двумя входными сигналами (сигналами, подаваемыми на вход модуля ) должна превьппать длительность импульса на выходе формирователя 3 (фиг.4).

Далее импульс с формирователя 3 поступает на ключ 4 и с его выхода передается через элемент 7 защиты по линии 8 связи на катушку 11 исполнительного механизма 9 (фиг.2). В катушке 11 возникает электромагнитное поле, под действием которого якорь 12 начинает перемещаться (втягиваться в катушку 11 ) и проходит неустойчивое нейтральное положение, примерно

2/3 рабочего хода. При этом пружи- . ны 13 сжимаются во втулках 14 которые исключают их изгиб, и поворачиваются относительно шарниров 15. Дальнейшее перемещение якоря .12 осуществляется за счет повернувшихся и разжимающихся пружин 13 до тех пор, пока он не установится в новое положение у противоположного исходному края катушки 11. Пружина 13 фиксирует якорь 12 в рабочем положении.

При.прекращении подачи сигнала управления на вход модуля 1 вывода дифференцирующая цепь 2 формируетимпульс обратной полярности, который, в свою очередь, создает в формирователе 3 длительности импульсов и далее в выходном ключе 4 новый импульс, возвращающий якорь 12 исполнительного механизма 9 в исходное положение. !

Работа исполнительного механизма 9 при воздействии на него импульсами одной полярности ничем не отличается от работы при воздействии импульсами разной полярности, так как у него нет никаких элементов, реагирующих на направление тока, например посто

1390657 янных магнитов, поэтому якорь 1 2 исполнительного механизма 9 перебрасывается в новое положение при каждом новом импульсе тока, как и все подоб- 5 ные электромагнитные устройства типа реле, электромагнитов и т.п.

Предлагаемый выходной канал устройства выполнен так, что процесс управления в нем сводится к импульсно- 10 му, при котором электроэнергия потребляется устройством только в момент прохождения импульсов, а в промежутках времени между включающими и отключающими импульсами не потребля- 15 ется.

Чтобы повысить надежность работы 1 выходного канала и достоверность ин- формации о срабатывании электромагнитного устройства, параллельно клю- 20 чу 4 подключен блок диагностики, который содержит входной нормализатор 5 и элемент 6 равнозначности,на выходе которого формируется сигнал о наличии неисправности. Проверка ра- 25 ботоспособности элементов выходного канала устройства управления осуществляется как при отсутствии управляющего сигнала на входе модуля 1 вывода, так и при наличии его (фиг.4).

При отсутствии управляющего сигнала на входе модуля 1 вывода проверяются наличие напряжения питания (U„„ ) и исправность линии 8 связи и катушки 11 исполнительного механизма 9, В этом случае ток протекает по

35 цепи источник питания U - входной нормализатор 5 - последовательно соединенная цепь элементов 8 и 9— земля источник питания U„„ Проте 40 канне тока на входе нормализатора 5 обусловливает появление сигнала логической единицы на его выходе. Сиг-нал логической единицы от нормализатора 5 и сигнал логического нуля с входа модуля 1 подаются на входы эЛемента 6 равнозначности и формируют на его выходе сигнал отсутствия неисправности "0".

Если имеется неисправность источника питания или хотя бы одного из элементов 8 или 11, цепь прохождения тока от источника питания U через нормализатор 5 оказывается разорванной, и на второй вход элемента 6 равнозначности с выхода нормализатора 5

55 поступает сигнал — логический "0".

Этот сигнал и сигнал логического "0" на первом входе элемента 6 равнозначности, поступивший с входа модуля 1 вывода, формируют на выходе элемента 6 сигнал о неисправности — логичесп1 г

При наличии управляющего сигнала на входе модуля 1 вывода проверяется исправность дифференцирующей цепи 2, формирователя 3 длительности импульсов и ключа 4 с элементом 7 защиты.

В этом случае ключ 4 шунтирует вход нормализатора 5, на выходе которого появляется сигнал, соответствующий логическому "0", поступающий на второй вход элемента 6 равнозначности.

Данный сигнал совместно с сигналом логической "1", поступающим на первый вход элемента 6 с входа модуля 1 вывода, формирует на выходе элемента 6 сигнал отсутств ч неисправности — логический "0" °

Если хотя бы один из элементов 24 или 7 неисправен, ключ 4 не шунтирует вход нормализатора 5 и íà его выходе появляется сигнал логической "1", который совместно с сигналом логической "l" с входа модуля вывода формирует на выходе элемента 6 равнозначности сигнал о неисправности — логическую "1", Таким образом, диагностика выходного канала устройства управления осуществляется непрерывно и позволяет локализовать место отыскания неисправности, причем сигнал выдается только в момент возникновения неисправности какого-либо элемента.

Импульсный режим работы выходного канала устройства управления и применение в нем электромагнитного устройства с двумя фиксированными, без потребления электроэнергии, положения." ми якоря позволяет уменьшить потребление электроэнергии, так как она потребляется только в момент прохождения импульсов, упростить конструкцию, так как для одного исполнительного устройства требуется один модуль вывода(в известном — два моду-ля вывода на один исполнительный механизм), обеспечить нелрерывную диагностику работоспособности и локализацию отыскания неисправностей устройства, а также осуществить управление несколькими исполнительными устройствами по одной линии связи, используя, например, шаговый электромагнитный механизм или диодное распределение сигналов, что увеличивает

1390657 долговечность и повышает надежность выходного канала устройства управления, формула и з о б р е т е н и я

Выходной канал устройства управления, содержащий исполнительный механизм с фиксированными рабочими положениями и модуль вывода, включающнй ключевой элемент и блок диагностики, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью снижения потребления электроэнергии и повышения надежности, в указанный модуль вывода введенЫ соединенные последовательно дифференцирующая цепь и формирователь длительности импульсов, в блок диагностики введены входной нормализатор и элемент равнозначности, выход формирователя длительности импульсов со5 единен с входом ключа, вход дифференцирующей цепи соединен с первым входом элемента равнозначности и точка .их соединения подключены к входу модуля вывода, второй вход элемента равнозначности подключен к выходу нормализатора, вход которого соединен с выходом модуля вывода и с исполнительным механизмом, в качестве которого использован электромагнитный механизм, причем для фиксации его рабочих положений использованы пружины, установленные шарнирно относительно корпуса и якоря электромагнитного механизма.

1390657

4ю

П)й/

@спрн/мч ж я9еп к /ах

NPv неостро/рих

Фюеилич

Составитель М.Морозов

Техред M.Ходання Корректор С.Шекмар г

Редактор И.Горная

Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. ° д. 4/5

Заказ 1772/49

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4