Устройство контроля коммутатора

 

Изобретение относится к технике встроенного контроля коммутационных двухпроводных цепей и может быть использовано в системах с жесткими габарито-массовыми показателями и с ограниченньЫи возможностями дистанционного контроля. Цельизобретения - расширение функциональных возможностей. Устрой_ство обеспечивает совмещение основной функции как коммутатора напряжения с его функциональным контролем без дополнительного коммутатора контролируемых цепей. Устройство содержит источник питания 1, чувствительный элемент 2, сдвиговый' регистр р, управляющие элементы И 4|(где i - номер элемента от 1 до п), дополнительный элемент И 4 Хп-и), коммутатор 5,-шину питания ,6, первый триггер 7, элемент И 8, шину тактовых импульсов 9, переключатель 10, первый 11, второй 12, третий 13, четвертый Т4 и пятый 15 ключи, первый 16 и второй 17 резисторы, первый 18 и второй 19 входы коммутатора, первый 20 и второй 21 выходы коммутатора, шину пуска 22, входы управления коммутатора 23i-23(n-2). дополнительные триггеры 241-2.4 п. 1 ил.слс

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 6 01 R 31/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 4754338/21 (22) 31.10.89 (46) 23.02.92. Бюл. ¹ 7 (71) Московский институт теплотехники (72) А.А. Акимов, B.М. Зубкин, З.И. Алексеева и Н.М. Коновалова (53) 621.317.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹783725,,кл. G 01 R 31./02, 1979, Авторское свидетельство СССР

¹ 359621, кл. G 01 R 31/02, 1970. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КОММУТАТОРА (57) Изобретение относится к технике встроенного контроля коммутационных двухпроводных цепей и может быть использовано в системах с жесткими габарито-массовыми показателями и с ограниченными возможностями дистанционного контроля. Цель

Изобретение относится к технике контроля коммутационных двухпроводных цепей устройств с жесткими габаритно-массовыми требованиями.

Известно устройство для автоматического контроля параметров электрических цепей, которое содержит программный блок, блок управления, коммутатор, измерительный блок, источник измерительных сигналов и контакты контролируемой электрической цепи.

Однако это устройство не обеспечивает допол нител ьных функционал ьн ых свойств.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля разобщенности электрических цепей, которое содержит коммутатор, распределитель, дво1

„„ Ы„„1714536A1 изобретения — расширение функциональных возможностей. Устройство обеспечивает совмещение основной функции как коммутатора напряжения с его функциональным контролем без дополнительного коммутатора контролируемых цепей. Устройство содержит источник питания 1, чувствительный элемент 2, сдвиговый регистр ,3, управляющие элементы И 4;(где i — номер элемента от 1 до n), дополнительный элемент И 4 (>+<), коммутатор 5,-шину питания .6, первый триггер 7, элемент И 8, шину тактовых импульсов 9, переключатель 10, первый 11, второй 12, третий 13, четвертый 74 и пятый 15 ключи, первый 16 и второй 17 резисторы, первый 18 и второй 19 входы коммутатора, первый 20 и второй 21 выходы коммутатора, шину пуска 22, входы управления коммутатора 23< — 23(>-z), дополнительные триггеры 241 — 24 и, 1 ил. ичный счетчик, автоматический переключа- а тель, выполненный, например, на кольцевом регистре сдвига и вентилях, ключ на ц .триггере и. вентиле, чувствительный элемент и источник питания.

Это устройство также имеет ограниченные функциональные возможности.

Цель изобретения — расширение функционал ьн ых возможностей. ° и

Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля коммутатора, содержащее источник питания, чувствительный элемент, сдвиговый регистр, и выходов которого соединены с первыми входами и управляющих элементов И, коммутатор из п-2 реле, концы обмоток которых подключены к шине питания "— ", первый триггер, выход

1714536 которого соединен с первым входом элемента И, а к его второму входу подключена шина тактовых импульсов, введены переключатель, пять ключей, третьи входы 2 — n управляющих элементов И, дополнительный элемент И, два резистора, два входа и два выхода коммутатора, в каждое реле которого дополнительно введены две группы контактов, шина пуска и и-3 входов управления коммутатором, и дополнительныхтриггеров, S-входы каждого из которых соединены соответственно с выходом каждого из и управляющих; элементов И, а выход каждого из 1 — (п-1) дополнительных триггеров соединен соответственно с вторым входом каждого из 2 — и управляющих элементов И, при этом второй вход nepaoro и третьи входы 3 — (и-1) управляющих элементов И объединены с выходом "1" чувствительного элемента, а третьи входы второго и и-го управляющих элементов И объединены с "0" выходом чувствительного элемента, причем выход первого элемента

И соединен с входом сдвигового регистра, n+1 выход которого соединен со "сбросовыми" обмотками всех реле коммутатора и с

R-входом первого триггера, при этом выход и-го триггера соединен с управляющим входом первого ключа, при этом первый, второй и третьи входы дополнительного элемента И подключены соответственно к и-1 выходу сдвигового регистра, к второму входу(п-1) управляющего элемента И и к "0" выходу чувствительного элемента, а выход дополнительного элемента И соединен с Rвходом и-1 дополнительного триггера, причем управляющий вход второго ключа соединен с вторым выходом сдвигового регистра, а третьего и четвертого ключей — с выходом второго дополнительного триггера, при этом первый вход чувствительного элемента соединен через нормально разомкнутый переключающий контакт третьего ключа с первым размыкающим контактом первого реле коммутатора, второй размыкающий контакт которого соединен последовательно через замыкающий контакт четвертого ключа и источник питания с вторым входом чувствительного элемента, причем размыкающие контакты третьего и .четвертого ключей объединены через разомкнутые контакты второго ключа, при этом первые и вторые входы коммутатора объединены через первый резистор и соответственно подключены к замыкающим первым и вторым контактам первого реле, а переключающие первые и вторые контакты первого реле соединены соответственно с первыми и вторыми выходами коммутатора, через последовательно соединенные нор5

55 мально разомкнутые отдельно первые,и отдельно вторые контакты реле с второго по и-2 коммутатора, при этом переключающий контакт предыдущего реле соединен с замыкающим контактом последующего реле, причем к первому и второму выходам коммутатора подключен второй резистор и соответственно первый и второй переключающие контакты реле п-2, при этом первые и вторые размыкающие контакты каждого из реле с второго по и-3 объединены, причем С-вход первого триггера подключен через пятый ключ к шине пуска, которая подключена также к управляющему входу переключателя и через последовательно соединенные третьи размыкающие контакты реле с первого по п-2 — к управляющему входу пятого ключа, при этом каждый выход сдвигового регистра с 4-го и-й соединен через замыкающий контакт реле переключателя с началом обмотки одного из реле с второго по и-2 коммутатора, причем начало обмотки первого реле коммутатора соединено через первый ключ с первым входом управления коммутатором, а к другим входам управления коммутатором подключены размыкающие контакты каждого реле переключателя.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства контроля коммутатора.

Устройство содержит источник питания

1, чувствительный элемент 2, сдвиговый регистр 3, управляющие элементы И 4i (где i— номер элемента от 1 до и), дополнительный элемент И 4 (+i), коммутатор 5, шину питания 6, первый триггер 7, элемент И 8, шину тактовых импульсов 9, переключатель 10, первый 11, второй 12, третий 13, четвертый

14 и пятый 15 ключи, первый 16 и второй 17 резисторы, первый 18 и второй 19 входы коммутатора, первый 20 и второй 21 выходы коммутатора, шину пуска 22, входы управления коммутатором 23 — 23 { -2), дополнительные триггеры 241 — 24,.

Коммутатор 5 содержит и-2 поляризованных реле 251 — 25(n-2). Каждое реле содержит первый замыкающий, второй размыкающий ll и третий переключающий

1ii контакты. S-входы каждого из дополнител ьн ых триггеров 24 — 24 соединен ы соответственно с выходом каждого из управляющих элементов И 4 — 4П. Выход каждого из дополнительных триггеров 24 —

24fn-1) соединен соответственно с вторым входом каждого из управляющих элементов

И 42 — 4п. Второй вход первого и третьи входы с 43 по 4(n-1) управляющих элементов

И подключены к выходу "1" чувствительного элемента 2. Третьи входы второго и n-ro

1714536 управляющих элементов И 4z и 4п подключены к "0" выходу чувствител ь ного элемента

2. Выход первого элемента И 8 соединен с входом сдвигового регистра 3, (и+1)-й вь ход которого соединен со "сбросовыми" обмотками реле 25> — 25(n 2) коммутатора 5 и с

R-входом первого триггера 7.

В ыход триггера 24п подключен к уп равляющему, входу первого ключа 11. Первый, второй и третьи входы дополнительного элемента И 4(n+q) подключены соответственно к и-1 выходу сдвигового регистра 3, к второму входу управляющего элемента И

4- (n-1) и к "0" выходу чувствительного элемента 2, а выход дополнительного элемента

И 4(n+1) соединен с R-входом дополнительного триггера 24(n-<). Управляющий вход второго ключа 12 соединен с вторым выходом сдвигового регистра 3, а третьего 13 и четвертого 14 ключей — с выходом второго дополнительного триггера 24г. Первый вход чувствительного элемента 2 соединен через нормально разомкнутый переключающий

20 контакт третьего ключа 13 с первым размыкающим контактом реле 25 . Второй размы- 25 кающий контакт реле 25- соединен последовательно через замыкающий кон-. такт четвертого ключа 14 и источник питания 1 — с вторым входом чувствительного элемента 2. 30

Размыкающие контакты третьего 13 и четвертого 14 ключей соединены через разомкнутые контакты второго ключа 12. Первые 18 и вторые 19 входы коммутатора объединенных через первый резистор 16 и 35 соответственно подключены к замыкающим первым I è вторым II êîíòàêòàì первого реле

25, Первые и вторые переключающие контакты реле 251 соединены соответственно с первыми 20 и вторыми 21 выходами комму- 40 татара 5 через последовательно соединенные нормально разомкнутые отдельно первые и отдельно вторые контакты реле с второго по п-2, с 252 по 25(n-2). При этом переключающий контакт предыдущего реле 45 соединен с замыкающим контактом последующего реле.

К первому и второму выходам коммутатора 5 подключены также второй резистор

17 и соответственно первый и второй пере- 50 ключающие KQHTBKTbl реле 25(n-Q). Первые и вторые размыкающие контакты каждого из реле с второго 252 по п-2, 25(n-2) объединены.

С-вход первого триггера 7 подключен через пятый ключ 15 к шине пуска 22, которая 55 подключена к управляющему входу переключателя 10 и через последовательно соединенные третьи размыкающие контакты реле с первого 25 по п-2, 25-(л-г) к управляющему входу пятого ключа 15. Каждый выход сдвигового регистра 3 с 4-го по и-й соединен через замыкающий контакт реле переключателя 10 с началом обмотки одного из реле с второго 25ã по п-2, 25(q-2). Начало обмотки первого реле 251 коммутатора 5 соединено через первый ключ 11 с первым входом управления коммутатором 23>, а к другим входам управления 232 — 23(n-3) подключены размыкающие контакты каждого реле переключателя 10.

Устройство работает следующим образом. . Перед началом работы в обнуленное состояние устанавливаются триггер 7, дополнительные триггеры 241 — 24, и сдвиговый регистр 3. При этом все ключи 11 — 15 разомкнуты, на всех выходах с 1-го по {n+1)-й сдвигового регистра 3 уровень "0". Входы управления 232 — 23(л-з) подключены через размыкающие контакты реле переключателя 10 к началам обмоток реле 252 — 25(n 2)

Поляризованные реле 251 — 25(n-2) коммутатора 5 находятся в отбойном состоянии, т.е. в коммутаторе 5 обеспечивается разрыв цепи: первые 18, вторые 19 входы — выходы 20, 1 для каждого реле 251 — 25(n-2).

Для упрощения на чертеже не приведены цепи установки в исходное.

При появлении уровня напряжения на шине пуска 22 производится подключение обмоток реле 251 — 25(n-г) через переключатель 10 к выходам с четвертого по и-й сдвигового регистра 3. Срабатывает также ключ

15 через цепочку замкнутых контактов реле

25 — 25(п-2). При этом триггер 7 устанавливается в "1", и через элемент И 8 начинают поступать тактовые импульсы с шины тактовых импульсов 9 на вход сдвигового регистра 3.

На выходах с первого по (n+1)-й сдвигового регистра 3 последовательно во времени формируются импульсы напряжения, 3а первые два импульса производится самоконтроль работы чувствительного элемента

2 на "Да" и "Нет". Чувствительный элемент

2 выполняет функции компаратора напряжения.

Во время действия первого импульса с выхода сдвигового регистра 3 входная цепь чувствительного элемента 2, состоящая из последовательно соединенных источника питания 1, второго 12, третьего 13, четвертого 14 ключей и входов чувствительного элемента 2 разорвана (сопротивление изоляции в норме). Поэтому на выходе "1" чувствительного элемента 2 формируется высокий уровень напряжения, и по первому импульсу сдвигового регистра 3 производится установка первого дополнительного

1714536

15

25

55 триггера 4> в "1" через первый управляющий элемент И 41.

По второму импульсу на выходе 2 сдвигового регистра 3 срабатывает второй ключ

12. Замыкается через источник питания 1 цепь, подключенная к первому и второму входам чувствительного элемента 2, т.е. имитируется ненорма сопротивления изоляции. Поэтому на выходе "1" чувствительного элемента 2 устанавливается низкий уровень напряжения, а на выходе "0" — высокий уровень.

В результате открывается второй управляющий элемент И 42 и устанавливается в "1" второй дополнительный триггер 242.

На этом заканчивается режим самоконтроля чувствительного элемента 2. Его входы подключаются к входу контроля коммутатора 5 — размыкающим контактом первым и вторым первого реле 251;

Начиная с третьего импульса сдвигового регистра 3 и вплоть до п-го проводится контроль цепей коммутатора на разобщение и замыкание. По каждому импульсу последовательно производится срабатывание реле 252 — 25(п-2), формируется цепь из замыкающих отдельно первых и отдельно вторых контактов реле 252 — 25(n-2), подключенных к измерительным входам чувствительного элемента 2.

По третьему импульсу проверяется, что цепи, образованные первым и вторым замыкающими контактами второго реле 252, разобщены. В этом случае на выходе "1" чувствительного элемента формируется высокий уровень, при котором производится установка в "1" третьего дополнительного триггера 24з, что является условием для проверки цепи на четвертом импульсе.

Начиная с четвертого импульса и вплоть до и-ro происходит последовательное срабатывание контактов реле 252 — 25(n-ã). При этом аналогично, как и по третьему импульсу, производится контроль на разобщение цепей первого и второго замыкающих контактов реле 252 — 25(n-2) по каждому из импульсов с четвертого по (n-1)-й.

Если на (п-1)-м импульсе разобщение отсутствует, то на выходе "0" чувствител ьного элемента 2 формируется высокий уровень, а на выходе "1" — низкий уровень.

В этом случае на выходе (п+1)-го дополнительного элемента И, 4(n+1) формируется высокий уровень, а на выходе (n-1)-го управляющего элемента И 4(A-1) низкий уровень.

В результате дополнительный (n-1)-й триггер 24(n-1) остается в состоянии "0", блокирующее установку в "1" и-го дополнительного триггера 24п. Т.е., на последнем дополнительном триггере 24- не сформируется норма контроля.

Если же на(п-1)-м импульсе разобщение в норме, то и-й дополнительный триггер

24(л-<) установится в "1". По п-у импульсов производится срабатывание последнего

25(n-2) реле. В результате к входам чувствительного элемента 2 оказывается подключенным первый и второй выходы коммутатора и второй резистор 17, имитирующий ненорму разобщения. Если цепи коммутатора не имеют разрыва, то по п-у импульСу сдвигового регистра 3 производится установка в "1" n-ro дополнительного триггера. Формируется норма контроля коммутатора 5 и срабатывает первый ключ

11, B результате при "норме" контроля вход управления коммутатором 231 подключается к обмотке первого реле 251

По импульсу n+1 с выхода сдвигового регистра 3 производятся сброс триггера 7 по входу R в "0", блокировка элемента И 8 и прекращение работы сдвигового регистра

3. Одновременно,по импульсу n+1 производится установка реле с второго по п-2, т.е

252 — 25(n-2) в исходное состояние. В результате на С-входе триггера 7 с задержкой, обусловленной временем срабатывания реле 252 — 25(n-2), вновь возникает положительный фронт, но повторного переключения триггера 7 не произойдет из-за наличия импульса п+1 на его установочном R-входе.

После снятия напряжения на шине пуска 22 и подачи соответствующих сигналов по входам управления коммутатором 231—

23(n-2) первый l8 и второй 19 входы коммутатора соединяются соответственно с первым 20 и вторым 21 выходами коммутатора 5, Таким образом, использование коммутатора по прямому назначению — коммутации напряжения, возможно только после положительного результата его контроля.

Формула изобретения

Устройство контроля коммутатора, содержащее источник питания, чувствительный элемент, сдвиговый регистр, и выходов которого соединены с первыми входами п управляющих элементов И, коммутатор из п-2 реле, концы обмоток которых подключены к минусовой шине питания (где п определяется из условия — (п-2) число разрядов контролируемого коммутатора), первый триггер, выход которого соединен с первым входом элемента И, а к его второму входу подключена шина тактовых импульсов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены переключатель, пять ключей, 1714536

45

50.55 реле коммутатора, второй размыкающий контакт которого соединен последовательно через замыкающий контакт четвертого ключа и источник питания с вторым входом чувствительного элемента, причем размы- 5 кающие контакты третьего и четвертого ключей объединены через разомкнутые контакты второго ключа; при этом первые и вторые входы коммутатора объединены через первый резистор и соответственно под- 10 ключены к замыкающим первым и вторым контактам первого реле, а переключающие первые и вторые контакты первого реле соединены соответственно с первыми и вторыми выходами коммутатора через 15 последовательно соединенные нормально разомкнутые отдельно первые и отдельно вторые контакты реле с второго по п-2 коммутатора, при этом переключающий контакт предыдущего реле соединен с 20 . замыкающим койтактом последующего реле, причем к первому и второму выходам коммутатора подключен второй резистор и соответственно первый и второй-переключающие контакты реле п-2, при этом первые 25 и вторые размыка ощие контакты каждого из реле с второго по и-3 объединены, причем (С)-вход первого триггера подключен через пятый ключ к шине пуска, которая подключена также к управляющему входу 30 переключателя и через последовательно соединенные третьи размыкающие контакты реле с первого по и-2 к управляющему входу пятого ключа, при этом каждый выход сдви/ гового регистра с четвертого по и-й соеди- 35 нен через замыкающий контакт реле переключателя с началом обмотки одного из реле с второго по п-2,коммутатора, причем начало обмотки первого реле коммутатора соединено через первый ключ с первым вхо- 40 дом управления коммутатором, а к другим входам третьи входы 2-и управляющих эле/ ментов И, дополнительный элемент И, два резистора, два входа и два выхода коммутатора, в каждое реле которого дополнительно введены две группы контактов, шина пуска и и-2 входов управления коммутатором, и дополнительных триггеров, S-входы каждого из которых соединены соответственно с выходом каждого из п управляющих элементов И, а выход каждого из 1-(и-1) дополнительных триггеров соединен соответственно с вторым входом каждого из 2 — и управляющих элементов И, при этом второй вход первого и третьи входы 3-(n-1) управляющих элементов И соединены с выходом

"1" чувствительного элемента, а третьи входы второго и и-го управляющих элементов И соединены с "0" выходом чувствительного элемента, причем выход первого элемента

И соединен с входом сдвигового регистра, и+1 выход которого соединен со "Сбросовыми" обмотками всех реле коммутатора и с

R-входом первого триггера, при этом выход и-го триггера соединен с управляющим входом первого ключа, при этом первый, второй и третьи входы дополнительного элемента И подключены соответственно к и-1 выходу сдвигового регистра, к второму входу (и-1) управляющего элемента И и к "0" выходу чувствительного элемента, а выход дополнительного элемента И соединен с Rвходом и-1 дополнительного триггера, причем управляющий вход второго ключа соединен с вторым выходом сдвигового регистра, а третьего и четвертого ключей — с выходом второго дополнительного триггера, при этом первый вход чувствительного элемента соединен через нормально разомкнутый переключающий контакт третьего ключа с первым размыкающим контактом первого управления коммутатором подключены размыкающие контакты каждого реле переключателя.

1714536

40

50. Составитель Акимов

Техред M.Moðãåíòàë Корректор О. Кундрик

Редактор Т. Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 691 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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