Устройство для управления включением резервных исполнительных элементов

 

Сущность изобретения: устройство содержит N кнопок Стоп, N кнопок Пуск, N реле запуска. N реле включения исполнительных элементов, блок элементов ИЛИ- НЕ 26, N элементов ЗИ 27-29, дешифратор 47, N+1 RS-триггеров ЗО-ЗЗ, N+1 элементов 2И 34-37, элемент И 38, счетчики 39 и 40, реверсивный счетчик 41, элементы ИЛИ 42 и 43, сдвиговые регистры 44 и 45, буферный регистр 46. 3 ил.. сл с 2 ю оо 00 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1 1) (s1)s 6 05 В 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ю ь

al

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 (21) 4864238/24 (22) 11.06.90 (46).23.07,92. Бюл. № 27 (71) Научно-производственное обьединение

"Аврора", (72) Я.И.Фридман, Г,П.Орунов, М,В.Àáðàìoва, В,А.годунов и Е.С.Сухарева (56) Авторское свидетельство СССР № 1434404, кл. G 06 В 19/18, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 1437831, кл. 6 05 В 19/18, 1987.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1462244, кл. G 05 В 23/02, 1987.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ВКЛЮЧЕНИЕМ РЕЗЕРВНЫХ ЙСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (57) Сущность изобретейия: устройство содержит N кнопок "Стоп", М кнопок "Пуск", N реле запуска, N реле включения исполнительных элементов, блок элементов ИЛИ—

НЕ 26, N элементов ЗИ 27 — 29, дещифратор

47, И+1 RS-триггеров 30-33, N+1 элементов

2И 34 — 37, элемент И 38, счетчики 39 и 40, реверсивный счетчик 41; элементы ЙЛИ 42 и 43, сдвиговые регистры 44 и 45, буферный регистр 46 3 ил

3. . 1749886 . 4

Изобретение относится к автоматиза- Недостатком известного устройства явции, в частности к устройствам автоматиче- ляется невозможность автоматического ското подключения " резервных подключения резерва при решении указан-. исполнительных элементов при неисправ- ной задачи (если все N элементов резервиности основных, и может быть использова- 5 руют один другого, М вЂ” основные, К— но в . сйстемах управления резервные). резервированными обьектами (в частности, Целью изобретения является повышесудовыми).:::..-: -;- :;.:- ",, ние точности устройства..

Известны устройства программного уп-: Устройство содержит блок ручного управления устройства для контроля дублиро- 10 равления и исполнительные элементы новованных блоков и системы управления с ro блока подкл очения резерва, выходы резервированием, B этих устройствах либо которого соединены с входами блока ручноотсутствует дублирование йсполййтельных го управления, а на входы поступают сигнаэлементов (или каналов самой системы), ли- лы от датчиков состоя ния объекта, бо при неисправностй основного исполни- 15 Нафиг 1показанафункциональйаясхетельного элемента (кайала) производится ма устройства; на фиг. 2 — схема узла подпереключение на резервный с помощью ключениярезерва;нафиг.3 — диаграммаего специального устройства переключения. работ, При этом рассматриваются найболее про- .: ..В состав устройства входят узел 1 ручстые виды резервирования, как правило 20 ного управления, узел 2 исполнительных дублирование.:: .: .: - :::: ::. -::: элементов, узел 3 подключения резерва, Существуют йримеры более сложного В состав узла 1 ручного управления вхообьединения однотипных исполнительных дят К кнопок "Стоп" 4-6, N кнопок "Пуск" элементов в резервированные группы, На- 7 — 9, N реле запуска (обмотки реле 10-12, пример, для обеспечения работы масляной контакты 13 — 15 реле соответственно, ;. системы механизма уйравления судовым 25 В узел 2 исполнительных элементов винтом регулируемого шага(ВРШ) на одном " входят N реле включения исполнительных из проектов судна предлагается йспользо - - : элементов(обмоткиреле16 — 18,контакты19 вать резервированную группу из четырех и 20, 21 и 22, 23 и 24 реле соответственно. насосов, работающих на одну магистраль, В узел 3 подключения резерва входят

При этом в нормальном режиме в качестве 30 (фиг.2) генератор 25 импульсов, синхрони основных включены два любых насоса, ос- . зйрующий работу элементов узла 3, блок 26 тальные два — резервные и при отказе одно- . элементов ИЛИ-НЕ, N элементов ЗИ 27-29,,,;ro из работающих включается один из дешифратор 47, (N+1) RS-триггеров 30-33, --:. резервных. В тяжелом (ледовом) режиме (К+1) элементов 2И 34 — 37, элемент И 38, три

" включены три насоса (любых), четвертый — 35 счетчика 39-41, один из которых реверсив резервныйвключаетсяприотказеодногоиз . ный 41, ; два элемента ИЛИ 42 и 43, три, ",работающих. Выбор и включение исполни-, регистра 44-46, два из которых (44 и 45) -тельного элемента(насоса) осуществляется сдвиговьге регистры, а третий регистр 46 .оператором. В общем случае имеется N еди- буферный и построен йз N параллельно ра-

"ййц однотипных йсполнительных элемен-.40 ботающих RS-триггеров.

"тов, из которых могут быть включен ы M . В узле I размыкающие кнопки "Стоп" любых. элементов(1 « М N). Остальные К . 4-6 соединены последовательно с соответ . элементов — резервные (K = N — M). При отка-: ствующими замыкающими. кнопками "Пуск" ,," зе одного (любого) из M элементов автома- .. 7-9, контакты 13-15 реле соединены паралтически должен включаться один (любой) из 45 лельно соответствующим кнопкам "Пуск".

К элементов;: .. ... Выходы узла 1 соединены с соответствуюНедостатком указанных устройств яв- щими катушками реле 16-18; замыкающие . - ляется:то, что они не решаютзадачууправ- контакты20,22 и 24 включают(илиотключаления Й резервированными элементами. ют) испОлнйтельные элементы, а контакты

Йаиболее близким к предлагаемому яв- 50 19; 21 и 23 подсоединены параллельно соот., ляется устройсгво для управления включе- - ветствующим кнопкам "Пуск", Квходамузла наем ЙСполнительных элементов, В состав . 1 подсоединены выходы узла 3, на входы устройства:входят соединенные соответст- которогоотобъектовуправления поступают вующим образом контроллер, коммутатор Й дискретнйх сигналов "Работа", свидережимов,"исполнительные элементы, блок 55 тельствующих о рабочем (включенном) или ручного управления; элемейты защиты. Уст- нерабочем (отключенном) состоянии объройСтво пРедйазначено для управления ектов и N дискретных сигналов "Неисправ(включейиа; Отключейия) N однотипными ность", свидетельствующих о неисправном исполнительййми элементами. .:; или исправном состоянии.объектов. Выходы

1749886

Xpi — сигнал о работе 1-го объекта.

Этот код в моменты to, 2to записывается в регистр 45. С второго выхода таймера поступают импульсы, частота которых на несколько порядков выше частоты с первого выхода (около 1000 Гц). Импульсы с первого и второго выходов генератора синхронизированы и в момент формирования импульса . на первом выходе на втором выходе импульс не формируется (блокируется). Импульсы с второго выхода генератора 25 через элемент 2И 37 поступают на вход сдвига регистра 44, в то же время сигнал с триггера 33 блокирует прохождение этих импульсов через элемент И 38 на счетчик 40.

Импульсы, поступающие на вход сдвига регистра 44, сдвигают код, находящийся в регистре,йо кольцу. M ймпульсов возвраща- ют код регистра 44 в исходное состояние, а выходной код счетчика 41 соответствует числу неисправных объектов. После подачи

N ймпульсов на вход сдвига регистра 44 на выходе счетчика 39 формируется сигнал, переводящий триггер 33 в состояние "1", что блокирует прохождение импульсов на вход сдвига регистра 44 (фиг,3, момент t<). Этот же сигнал поступает, йа элемент Й38. Если выходной код счетчика 41 соответствует "0" (H8T неисправных объектов), то нулевой сигнал с элемента ИЛИ 42 блокирует элемент

И 38 и подключение резерва не происходит.

Если же выходной код счетчика 41 (неисправных объектов) не равен нулю, на выходе элемента ИЛИ 42 формируется сигнал "1" и, начиная с момента tj (фиг.3), импульсы с второго выхода генератора 25 поступают на счетный вход счетчика 40 и вход сдвига регистра 45, С выхода счетчика 40 на информационные входы дешифратора 47 поступает код номера, соответствувщего числу сдвигов регистра 45, а с выхода регистра 45 — сигнал

"I" или "0", поступающий на управляющий вход дешифратора ("1" соответствует тому, что 1-й объект управления может использоваться как резерв). Если с выхода регистра

45 поступает сигнал "1", дешифратор 47 формирует сигнал, соответствующий выходному коду счетчика 40, т.е. сигнал на вклю- чение очередного. резервного исполнительного элемента (нулевой сигнал с выхода регистра 45 приводит к обнулению всех выходов дешифратора 47), Одновременно с этим сигнал с выхода элемента ИЛИ

43 уменьшает код счетчика 41 неисправных объектов на единицу. Если обслужены все аявки на резерв(код счетчика 41 стал нулевым)„элементы ИЛИ 42 и И 38 блокируют альйейшую работу устройства (фиг.3, моент t2), В момент t2 на выходе регистра 46 узла 3 соединены с обмотками реле 10-12 узла 1, узлы 1 — 3 взаимодействуют следующим образом. При нажатии одной (или нескольких) кнопки "Пуск" срабатывает соответствующее реле 16 — 18, один из контактов которого включает объект управле- 5 ния, а другой шунтирует кнопку "Пуск", обеспечивая питание обмотки при отпускании кнопки "Пуск". При нажатии кнопки

"Стоп" рвется цепь питания управления;

Необходимость включения резерва опреде- 10 ляется узлом 3 на основании анализа сигналов "Работа", "Неисправность".

Узел 3 также формирует сйгналы на включение резерва. При необходимости включения резерва сигнал включения с узла —

3 поступает на реле 10-12 узла 1. Контакты

13 — 15 реле шунтируют кнопку "Пуск" и срабатывает реле 16 — 18 выбранного обьекта; Сигналы "Работа" и "Неисправность" фор- 20 мируются либо непосредственно датчиками, установленными на объектах, либо простейшим логическим устройством, обра- батывающим сигналы от датчиков. Напри- мер, для насосов состояние "Работа" 25 определяется наличием сигналов на реае включения, питания привода, давления в трубопроводе. Для других объектов это другие логические cMI HGflbl, При включении системы все триггеры 30 . 30 — 33, счетчики 39 — 41, генератор 25, регистры 44 — 46 устанавливаются в исходное ну- . левое состояние (соответствующие элементы установки нулевого состояния не показаны).- 35

Генератор 25 на нулевом выходе 1 формирует последовательность-ймпул ьсов частотой 0,5 — 1,0 Гц, определяющих цикл работы устройства. Каждый такой импульс приводит в исходное состоянйе счетчики 40

39 — 41, триггер 33 и одновременно формирует сигналы считывания информации в регистры 44 и 45. По сигналу считывания в моменты to, 2to,... (фиг,3) в регистр 44 заносится код, в котором единица i-го разряда 45 свидетельствует о неисправности i-го объекта и требовании на включение резерва, Блок элементов ИЛИ вЂ” НЕ 26, состоящий из

N элементов ИЛИ с инверсным выходом, на входы каждого из которых подаются сигна- 50 лы "Работа" и "Неисправность" для соответствующего объекта, формирует код, в котором единица i-го разряда свидетЕльствует о том, что 1-й объект не работает и исправлен (и может использоваться как ре- 55 зервный), т.е. логическая функция для 1-го выхода блока 26 соответствует функции з

v = х.i+ х,, где Х вЂ” сигнал о неисправности i-го обьек- д та; м

1749886 формируются заявки на включение резервных объектов по факту неисправностей, обнаруженных в момент to. Эти заявки поступают на реле 10-12 узла 1, Период Тз (от t2 до 2to) выделяется на срабатывание реле 10-12 и 16 — 1 8., Может оказаться, что неисправных обьектов больше, чем резервных, В этом случае работа счетчика 40 и регистра 45 блокируется не сйгналом от элемента ИЛИ 42 (свиде- 10 тельствующем о том; что все заявки обслужены), а сигналом с выхода дешифратора 47, формирующимся s момейт, когда код на выходе счетчика 40 соответствует N (т.е. не все заявки обслужены, но среди N обьектов резервнйх блоков больше нет).

Кроме того, при записи в регистр 44 информации по импульсу с первого выхода генератора 25 (фиг.3) единичные сигналы с выходов регистра через элементы ЗИ 27 — 29 поступают на триггеры 30 — 32 и переводят их в состояние, блокирующее йрохождейие сигналов "Неисправность" через элементй

2И 34-36 в следующем цикле от тех йеисправных объектов, заявка от которых уже поступила в регистр 41. Это делается для того, чтобы одна и та же заявка от неисправного объекта не подключала последовательно все новые и новые резервные обьекты. Когда сигнал "Неисправность" снят(после adcстановления объекта вручную или автоматически), триггеры 30-32 устанавлйваются в состояние, позволяющее ввести в регистр 44 информацию о неисправности, возникающеи вновь в восстановленном обьекте.

Таким образом, устройство циклически (раз в 1-3 с) определяет вновь поступившие сигналы "Неисправность" от обьектов управления и формирует сигналы включения резервных объектов. При этом может обслуживаться группа из N обьектов, резервирующих один другого. Любые М объектов могут быть включены как основные(1 М N), остальные находятся в резерве и включаются (автоматически) при отказе любого из основных объектов.

Формула изобретения

Устройство для управления включением резервных исполнительных элементов, содержащее N пар из последовательно соединеннь х кнопок "Стоп", "Пуск" по числу исполнительных элементов, N реле запуска, имеющих Nзамыкающих контактов,,N реле включения иСполнительного элемента, первый вывод обмотки которых подключен к общей вине, а второй вывод- к свободным выводам кнопок "Пуск", первым выводам контактов реле запуска и контактов реле включения исполнительных, вторые выводы

55 которых соединены с вторыми выводами контактов реле запуска и общим выводом кнопок "Пуск" и "Стоп", другие выводы которых соединены с шиной питания, первые выводы обмоток реле запуска соединены с шиной питания, первые выводы обмоток реле запуска соединены с общей шиной, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет автоматического поддержания заданного числа работоспособных исполнительных элементов, в него введены генератор импульсов, блок элементов ИЛИ вЂ” НЕ, с первого по (И+1)-й RS-триггеры,с первого по К-й элемейты ЗИ,с первого по (N+1)-й элементы

2И, элемент И, первый и второй счетчики, реверсивный c÷åò÷èê, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй сдвиговые регистры, буферный регистр и дешифратор, выходы которого соединены с входами второго элемента ИЛИ и йнформационными входами буферного регистра, вход записи которого соединен с входами записи первого и второго сдвиговых регистров и входами сброса первого и второго счетчиков, реверсивного счетчика (M+1)-го RS-триггера, первым выходом генератора импульсов, первыми входами с первого по N-й элементов ЗИ, вторые входы которых явля1отся входами анализа непрерывности устройства, предназначенными для подключения выходов неисправности исполнительных элементов, и соединены с инверсными входами сброса триггеров, первыми входами элементов 2И и первыми входами блока элементов ИЛИ вЂ” НЕ, вторые входы которых являются входами устройства, предназначенными для подключения выводов, сигнализирующих о включенности исполнительного элемента, а выходы соединены с информационными входами второго сдвигового регистра, сдвиговый вход которого соединен с выходом элемента И и счетным входом второго счетчика, выходы которого соединены с информационным входом дешифратора, вход разрешения которого соединен с выходом второго сдвигового регистра, вторые входы и выходы элементов 2И соединены с инверсными выходами RS-триггеров и информационными входами первого сдвигового регистра, выходы которого соедийены с третьими входами элементов ЗИ; выходы которых соединены с входами установки RS-триггеров, вход сложения, вход вычитания и выходы реверсивного счетчика соединены соответственно с входом старшего разряда первого сдвигового регистра, выходом второго элемента ИЛИ и с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с пер10

1749886

I яьиЫ

t мгиагЛ

/о/) Вымя.() тиднгро

Вы д /г

Тжн- Р<

Яы.е/ р.к 3l

@ та ) АмР яювгаР тонами) . Составитель B,Ãðèøèí

Техред М,Моргентал

KoppeKrop А.Коэдриз

Редактор M.Øóëëe

Заказ 4454,:: . Тираж Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

g вым прямым входом элемента И, инверсные входы которого соединены с выходом старшего разряда дешифратора, второй вход-.с выходам (N+1)-ro RS-триггера и инверснйм входом (N+1)-го.элемента 2И, третий пря- 5 мой вход — с вторым выходом генератора импульсов, со счетным входом первого счетчика и с прямым входом (И+1)-го элемента

2И, выход которого соединен со сдвиговым входом hepeoro сдвигового регистра, выходы буферного регистра соединены с вторыми выводами обмоток реле запуска, а выход перейолнения itepeorî счетчика соединен с входом установки (M+1)-ro RS-триггера.