Устройство для обнаружения неисправности генератора

 

Изобретение может быть использовано в устройствах синхронизации и управления при резервировании и контроле работоспособности генераторов . Цель изобретения - повышение надежности и быстродейс7вия обнаружения отказа устройства. Для этого .необходимо обеспечить формирование сигнала отказа при неисправности основного генератора типа постоянный О, а также при неисправности обоих, генераторов типа постоянный О или типа постоянная 1. Устройство содержит блок 24 запуска, элементы И 3, 5 и 6, счетчик 4 импульсов, элемент 12 задержки , триггеры 7, 8, элементы И-НЕ 9 и to, элемент ИЛИ 16, шины 19 и 20 опорного и основного сигналов, шину 21 питания и шину 23 выходного

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А2 (191 (И) (511 4 Н 03 К 5/00 5/19

1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

41

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1246348 (21) 4172859/24-21 (22) 04.01.87 (46) 15. 1О ° 88. Бюп. У 38 (72) В.В.Литвиненко, Л.В. Крюков,,С.В.Куликов и Г.П.Дроздов . (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

111 1246348, кл. Н 03 К 5/00, 1985. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕИСПРАВНОСТИ ГЕНЕРАТОРА (57) Изобретение может быть использовано в устройствах синхронизации и управления при резервировании и контроле работоспособности генераторов. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия обнаружения отказа устройства. Для этого необходимо обеспечить формирование сигнала отказа при неисправности основ11 11 ного генератора типа постоянныи О а также при неисправности обоих, генераторов типа постоянный "0" или типа постоянная "1". Устройство содержит блок 24 запуска, элементы И 3, 5 и 6, счетчик 4 импульсов, элемент 12 задержки, триггеры 7, 8, элементы

И-НЕ 9 и 10, элемент ИЛИ 16, шины 19 и 20 опорного и основного сигналов, шину 21 питания и шину 23 выходного

1431049 сигнала. Новым является введение формирующего устройства 1, триггера

14, элемента 13 задержки, элементов

И-HE 11 и 15, шины 22 логической единицы, шины 21 питания. При включении напряжения питания формирующее устройство 1 вырабатывает сигнал, который опрокидывает триггер 2 блока 24 запуска. Сигнал с его выхода поступает на элемент 12 задержки, и в случае отсутствия генерации на опорной

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в устройствах синхронизации и управ" ления при резервировании и контроле работоспособности генераторов, и является дополнительным к авт. св.

Р 1246348.

Цель изобретения — повышение надежности и быстродействия обнаружения отказа устройства.

На фиг. 1 представлена функцио;нальная схема устройства; на фиг.2— временные диаграммы работы устройства в случае отсутствия неисправнос1 тей; на фиг. 3 — временные диаграммы работы устройства при отказе обоих генераторов; на фиг. 4 — возможная реализация формирующего устройства; на фиг. 5 — возможная реализация элемента ИЛИ; на фиг. 6 — возможная реализация дополнительного элемента задержки;-на фиг. 7 — временные диаграммы элемента задержки, Устройство содержит формирукщее устройство 1, триггер 2, первый логический элемент И 3, счетчик 4 импульсов, второй 5 и третий 6 логи ческие элементы И, первый 7 и второй

8 триггеры, первый 9, второй 10 и

30 третий 11 логические элементы И-НЕ, элемент 12 задержки, дополнительный элемент 13 задержки, дополнительный триггер 14, четвертый элемент И-НЕ 15, элемент ИЛИ 16, логический элемент

И 17, делитель 18 частоты, шину 19 35 опорного сигнала, шину 20 основного сигнала, шину 21 питания, шину 22 логической "1", выходную шину 23, блок 24 запуска. шине сигнал отказа через логические элементы И-НЕ 11 и 15 поступает на выходную шину 23. При увеличении значения контролируемой частоты опрокидывается триггер 8, при уменьшении оба триггера 7 и 8 не опрокидиваются, при этом формируется сигнал отказа, При номинальном значении конт" ролируемой частоты опрокидывается лишь триггер 7 и сигнал отказа не формируется. 7 ил.

Вход формирующего 1 устройства подключен к шине 21 питания, а выход — к третьему входу (установки в

"1") триггера 2, информационный вход которого подключен к шине 22 логической "1", а выход — к одному из входов первого логического элемента

И 3, к входу элемента 12 задержки, к первому входу логического элемечта

И 17, к одному из входов элемента

ИЛИ 16 и через дополнительный элемент

13 задержки на один из входов четвертого элемента И-НЕ 15, другой вход которого подключен к инверсному выходу дополнительного триггера 14, один вход которого подключен к одному из выходов счетчика 4 импульсов, а другой вход — к первым входам первого 7 и второго 8 триггеров. При этом выход первого триггера 7 подключен к одному из входов первого элемента И-НЕ 9, выход которого подключен к одному из входов второго элемента И-НЕ 10, другой вход которого подключен к выходу элемента

ИЛИ 16, другой вход которого подключен к другому входу первого элемента

И-HE 9 и к инверсному входу второго триггера 8, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И 6, а второй вход первого триггера 7 подключен к выходу второго элемента И 5.

Шина 20 основного сигнала подключена к синхронизирующему входу триггера 2 и к второму входу логического элемента И 17, выход которого через делитель 18 частоты подключен к входу обнуления триггера 2. Шина 19 опорного сигнала подключена к другому вхо1431049 ду первого элемента И 3, выход которого подключен к синхронизирующему входу счетчика 4 импульсов, выходы которого подключены к входам второго

5 и третьего 6 элементов И, а вход обнуления счетчика 4 подключен к выходу элемента 12 задержки и к другому входу дополнительного триггера 14.

Выходная шина 23 подключена к выходу третьего элемента И-НЕ 11, один из входов которого подключен к выходу второго элемента И-НЕ 10, а другой— к выходу четвертого элемента И-НЕ 15.

Блок 24 запуска содержит D-триггер !5

2, выход которого подключен к одному из входов элемента И 17, выход которого через делитель 18 частоты подключен к входу обнуления триггера 2, информационный вход которого подключен к шине логической " 1", а синхрониэирукщий вход — к другому входу логического элемента И 17.

Временные диаграммы на фиг. 2 и 3 поясняют работу устройства, на них показаны следующие напряжения: а на шине 19 опорного сигнала; б — на шине 20 опорного сигнала; в — на выходе формирующего устройства! г — на выходе триггера блока запуска; д— на выходе первого триггера; е — на инверсном выходе второго триггера, ж — на выходе элемента ИЛИ; з — на инверсном выходе дополнительного триггера, и — на выходе дополнительного элемента задержки, к — на выход- 35 ной шине 23.

Возможная реализация формирующего устройства 1 представлена на фиг.4, где позициями обозначены первый пороговый элемент 25, второй пороговый элемент 26, формирователь 27 короткого импульса по фронту входного сигнала.

Пороговое напряжение первого по-.. рогового элемента выбирается больше порогового напряжения второго порогового элемента, т.е. U» ) П„

Возможная реализация элемента

ИЛИ 16 представлена на фиг. 5, который содержит формирователь 28 коротких50 импульсов по спаду входного сигнала, логический элемент HE 29, логический элемент ИЛИ 30.

Возможная реализация дополнительного элемента 13 задержки представле-55 на на фиг, 6, где позициями обозначены пороговое устройство 31, формирователь 32 коротких импульсов.

Временные диаграммы, поясняющими работу дополнительного элемента 13 задержки, представлены на фиг. 7: л— на входе элемента задержки, и — на входе порогового устройства, н — на входе формирователя коротких импульсов о — на выходе элемента задержки.

В качестве делителя 18 частоты можно использовать счетчик импульсов, причем последний разряд счетчика подключить к формирователю короткого импульса, выход которого является выходом делителя 18 частоты. Можно также выход делителя 18 частоты снимать с выхода переполнения счетчика.

Устройство р аботает следующим образом.

При нормальной работе генераторов (cM. фиг. 2) при включении напряжения питания формирующее устройство вырабатывает сигнал (на фиг. 1 .,оказан пу-нктиром), который устянавливает все триггеры и счетчик в исходное состояние. Этот сигнал снимается через время, достаточное для выхода основного и опорного генераторов на

Режим. Затем формирующее устройство

1 формирует импульс напряжения, ко-. торый поступает на вход установки в

"1" триггера 2. На выходе триггера 2 устанавливается сигнал " 1", и на вход делителя 18 частоты через элемент

И 17 поступают импульсы с шины 20 основного сигнала, а на синхронизирующий вход счетчика 4 импульсов через элемент И 3 поступают импульсы с шины 19 опорного сигнала, Одновременно сигнал "1" поступает на вход элемента 13 задержки, на выходе которого формируется импульс напряжения, причем задержка выбирается из условия где Т вЂ” период опорного генератора.

Первый импульс с первого разряда счетчика 4 опрокидывает дополнительный триггер 14 и на инверсном выходе устанавливается сигнал "0", который поступает на вход четвертого элемента

И-НЕ 15 и запрещает прохождение импульса с дополнительного элемента 13 задержки.

Через определенное количество импульсов основного сигнала на выходе делителя 18 частоты формируется импульс, а результате которого триггер

2 возвращается в исходное состояние

5 14310 и сигнал "0" запрещает прохождение импульса напряжения на синхронизирующий вход счетчика 4 импульсов. Счет импульсов с опорной шины 19 прекращается. При этом на выходах счетчика 4 импульсов устанавливается код, пропорциональный значению частоты генератора. Входы элемента И 5 подключены к выходам счетчика 4 таким образом, что на его выходе появляется сигнал при значении кода, равному нижнему пределу частоты генератора, а входы элемента И 6 так, что на его выходе появляется сигнал при значении кода, равному верхнему пределу частоты генератора.

Если полученное значение кода в счетчике 4 импульсов соответствует допустимому значению частоты генератора, то в процессе счета на выходе второго элемента И 5 формируется импульс напряжения и первый триггер

7 опрокидывается. Таким образом, на входах первого элемента И-НЕ 9 устанавливаются сигналы логических "1", а на его выходе — сигнал логического "0".

По окончании цикла работы, когда триггер 2 установится в исходное сос- 0 тояние (перепад напряжения с 1 на

"0"), элемент ИЛИ 16 сформирует импульс напряжения, который поступит на вход второго элемента И-HE 10, 1 который не изменит его состояния, ! так как на другом его входе сформи рован сигнал "0" с выхода первого элемента И-НЕ 9. Таким образом, на входы третьего элемента И-ПЕ 11 поступают сигналы логических "1" и на

40 выходе устройСтва сохраняется потенциал "0", который свидетельствует о нормальнбй работе генератора ..

При следующем цикле работы триггера 2 установится в единичное состояние от первого импульса с шины

20 основного сигнала. С выхода триггера 2 сигнал поступает на первый элемент 12 задержки, на выходе которого формируется импульс напряжения, который устанавливает в исходное сос- 50 тояние счетчик 4 импульсов и триггеры 7, 8 и 14, и цикл работы повторяется.

Если полученное значение кода в счетчике 4 импульсов меньше допусти- 55 мого значения частоты, то первый триггер 7 не опрокинется и на его выходе останется потенциал "0". Следо49 6 вательно, на выходе первого элемента

И-НЕ 9 сформирован сигнал "i" и по окончании цикла работы, когда на выходе элемента ИЛИ 16 сформируется сигнал "1", на выходе второго элемента И-HE 10 сформируется сигнал

"0", а на выходе устройства — сигнал

"1", свидетельствующий об отказе генератора.

Если полученное значение кода в счетчике 4 импульсов больше допустимого значения частоты, то на выходе третьего элемента И 6 сформируется сигнал, который установит инверсный выход второго триггера 8 в нулевое состояние, в результате чего на выходе первого элемента И-НЕ 9 и на выходе элемента ИЛИ 16 установятся сигналы логических "1". На выходе второго элемента И-HE 10 сформируется сигнал "0", а на выходе устройства — сигнал "1", свидетельствующий об отказе генератора.

Частота импульсов на опорной 19 и основной 20 шинах близки, а для формирования кода в счетчике 4 импульсов с необходимой точностью требуется несколько периодов частоты с опорной шины, поэтому используется делитель 18 частоты, разрядность которого будет тем выше, чем больше точность требуется.

При неисправности основного генератора типа "0" триггер 2 установится в единичное состояние импульсом с формирующего устройства 1 и импульсы с опорной шины через первый элемент И 3 поступают на синхронизирующий вход счетчика 4, Так как импульсы основного генератора отсутствуют, то триггер 2 не установится в исходное состояние и на выходе третьего элемента И 6 сформируется сигнал

" 1", который опрокинет второй триггер 8. Следовательно, на выходе устройства вырабатывается сигнал " 1 (сигнал отказа).

При неисправности обоих генераторов основного 20 и опорного 19 (см. фиг. 3) типа "0" или типа "1" триггер 2 установится в единичное состояние импульсом с формирующего устройства 1. Сигнал "1" с выхода триггера

2 поступает на дополнительный элемент 13 задержки, на выходе которого сформируется импульс напряжения. Так как импульсы с опорной шины 19 отсутствуют, то на выходе установки в "1"

1О

14310 дополнительного триггера 14 постоян— но сформирован сигнал "0", а на его инверсном выходе — сигнал "1".

Таким образом, импульс с выхода дополнительного элемента 13 задержки поступает на вход четвертого элемента И-НЕ 15 и на его выходе образуется сигнал "0", а на выходе третьего элемента И-HE 1 1 — сигнал "1 (сигнал отказа).

Формула изобретения

Устройство для обнаружения неисправности генератора по авт. св.

У 1246348, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены дополнительный триггер, дополнительный элемент задержки, третий и четвертый элементы

И-НЕ, формирующее устройство, шина

49 8 логической единицы и шина питания, подключенная к входу формирующего устройства, соединенному с третьим входом триггера блока запуска, информационный вход которого соединен с шиной логической единицы, один из входов дополнительного триггера под- . ключен к выходу счетчика импульсов, другой вход — к выходу элемента задержки, а инверсный выход дополнительного триггера — к одному иэ входов четвертого логического элемента И-НЕ, соединенного выходом с первым входом третьего логического элемента И-НЕ, выход которого соединен с выходом устройства, а второй вход связан с выходом второго логического элемента И-НЕ, причем другой вход четвертого логического элемента И-НЕ через дополнительный элемент задержки подключен к выходу триггера блока запуска.

9РиР2

1431049

1431049 фиГ 7

Составитель Е.Суров

Те хр ед Л. Олийнык

Корректор О. Кравцова

Редактор Е.Копча

Тираж 929 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5351/55

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