Устройство для аварийной сигнализации

 

Изобретение относится к устройствам аварийной сигнализации и защиты технологических комплексов. Цель изобретения - повышение функциональной надежности и увеличение срока службы. Технический результат достигнут тем, что в устройство, содержащее каналы сигнализации, каждый из которых выполнен из датчика и элементов ИЛИ и НЕ, и мажоритарный элемент, введены в каждый канал индикатор отказа, датчик напряжения и источник питания. Устройство позволяет обнаружить отказ на ранней стадии неисправности и обеспечивает резервирование работы каналов. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам аварийной сигнализации и защиты технологических комплексов.

Известно устройство для аварийной сигнализации по авт. св. N 1345895, М. кл. G 08 B 21/00, содержащее три канала сигнализации, каждый из которых выполнен из датчика, преобразователя, порогового элемента, источника питания, и мажоритарный элемент, которое принимается за прототип. Недостатком устройства является опасный отказ, заключающийся в невыдаче сигнала при аварийном значении контролируемого параметра, при отказах источников питания. В трехканальном устройстве прототипа такой отказ наступает при отказе двух любых источников питания.

Цель изобретения повышение надежности выдачи аварийного сигнала.

Для достижения цели в известное устройство, содержащее три канала сигнализации, каждый из которых выполнен из датчика, преобразователя, порогового элемента, источника питания, и мажоритарный элемент, введены новые элементы: C^N_N^-K+1 элементов И на N-K+1 входов каждый, где C^N_N^-K+1 число сочетаний из N по N-K+1, N число каналов сигнализации, K число работоспособных каналов, при котором устройство работоспособно, N элементов ИЛИ, (N+1)-й элемент ИЛИ, общий индикатор отказа и в каждом канале сигнализации датчик наличия напряжения на выходе источника питания, элемент НЕ, индикатор отказа источника питания и датчика наличия напряжения.

Выходы источников питания соединены со входами соответствующих датчиков напряжения, выходы которых соединены со входами соответствующих элементов НЕ, выходы которых соединены со входами элементов И, причем входы i-го элемента И соединены с выходами N-K+1 элемента НЕ, образующими j-^e сочетание из по N-K+1, а выход соединен со вторым (третьим и т.д.) входом K-^го элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом K-^го порогового элемента канала сигнализации, причем второй, третий и т.д. входы K-^го элемента ИЛИ соединены с выходами тех элементов И, у которых хотя бы один вход соединен с выходом элемента НЕ K-^го канала сигнализации, выходы элементов ИЛИ соединены со входами мажоритарного элемента, выход которого является выходом устройства, N входов (N+1)-^го элемента ИЛИ соединены с выходами соответствующих элементов НЕ, а выход соединен со входом общего индикатора отказа.

Технический результат может быть достигнут, если будут реализованы все существенные признаки, изложенные выше.

При реализации признаков достигаются следующие результаты: 1) при отказе N-K+1 источника питания при работоспособных запитанных каналах сигнализации устройство продолжает оставаться работоспособным; 2) при отказе источников питания в K каналах устройство остается работоспособным, ложный аварийный сигнал отсутствует; 3) при отказах источников в N-K+2 каналах (и более, если они есть) выдается аварийный сигнал, т.е. устройство из-за отказов источников питания не попадает в состояние опасного отказа.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для аварийной сигнализации содержит датчики 1.1-1N, преобразователи 2.1-2N, пороговые элементы 3.1-3N, источники питания 4.1-4N, датчики напряжения 5.-5N, элементы НЕ 6.1-6N, индикаторы отказа источника питания и датчика наличия напряжения 7.1-7N, элементы И 8.1- 8.C^N_N^-K+1 элементы ИЛИ 9.1-9N, мажоритарный элемент 10, элемент 11 ИЛИ, индикатор отказа 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (при t 0) все элементы устройства работоспособны, значения контролируемого параметра (расход, давление, температура и т.д.) в норме, на выходах пороговых элементов 3.1-3N нулевые сигналы, на выходах датчиков напряжения 5.1-5N единичные сигналы, на выходах элементов 6.1-6N НЕ нулевые сигналы. Таким образом, на всех входах и выходах элементов 8.1- 8.C^N_N^-K+1 И, входах и выходах элементов 9.1-9N ИЛИ, входах и выходе мажоритарного элемента 10 также присутствуют нулевые сигналы. Индикаторы отказов 7.1-7N и 12 находятся в выключенном состоянии.

При отклонении контролируемого параметра за заданный аварийный предел пороговые элементы 3.1-3N срабатывают, на выходах их устанавливаются единичные сигналы, которые через элементы ИЛИ 9.1-9N поступают на входы мажоритарного элемента 10. На выходе мажоритарного элемента и, следовательно, на выходе устройства появляется аварийный сигнал, если на вход мажоритарного элемента поступит не менее К единичных сигналов, т.е. откажет не более N-K каналов сигнализации по непрохождению сигнала. Устройство откажет с выдачей ложного сигнала, если K каналов сигнализации откажут с выдачей сигналов на выходах пороговых элементов.

При отказе всех источников питания, например, при полном развале энергосистемы на входах и выходах всех элементов И 8.1- 8.C^N_N^-K+1 установятся единичные сигналы, которые через элементы ИЛИ 9.1-9N поступят на входы мажоритарного элемента 10 и соответственно на выход устройства. При отказе N-K+1 источника питания на выходе одного из элементов И из 8.1- 8.C^N_N^-K+1 появится единичный сигнал, на выходах остальных элементов останутся нулевые сигналы. Этот сигнал через соответствующий элемент ИЛИ из 9.1-9N поступит на вход мажоритарного элемента. Поскольку отказ источника питания приводит к отказу канала сигнализации, работоспособными останутся N-(N-K+1)=K-1 канал сигнализации, т.е. с учетом уже имеющегося сигнала на входе мажоритарного элемента устройство остается работоспособным.

Для конкретности рассмотрим работу устройства при логике 2 из 4, т.е. N 4, K 2, N-K+1=3, C^N_N^-K+1 = C³₄ = 4. Возможные сочетания из 4 по 3: 123, 124, 134, 234. Отсюда на входы первого элемента И поступают сигналы с элементов НЕ 1, 2 и 3 каналов, на вход второго 1, 2 и 4, на вход третьего 1, 3 и 4, на вход четвертого 2, 3 и 4 каналов. Далее номера элементов И, элементов ИЛИ, каналов сигнализации и входов мажоритарного элемента 2 из 4 совпадают: на входы элементов ИЛИ 9.1 поступают сигналы с выхода элемента И 8.1 и выхода порогового элемента 3.1, а с выхода элемента ИЛИ 9.1 сигнал поступает на первый вход мажоритарного элемента и т.д.

При отказе двух источников питания (и тем более одного) на выходах элементов И (9.1-9.4) продолжают оставаться нулевые сигналы и два канала сигнализации работоспособны, т. е. устройство в целом работает, т.к. отказ вида ложный сигнал также отсутствует. При отказе трех источников питания, например, 1, 2 и 4 каналов, на выходе элемента 8.2 И формируется сигнал, который поступает на второй вход мажоритарного элемента, и остается работоспособным третий канал сигнализации, т.е. устройства также остается работоспособным. Например, что устройство с логикой 2 из 4 отказывает с выдачей ложного сигнала при отказах этого же вида в двух каналах сигнализации и не пропускает сигнал при отказах вида непрохождение сигнала в трех каналах сигнализации.

При отказе любого источника питания сигнал с выхода соответствующего элемента НЕ поступает на один из входов элемента 11 ИЛИ, (A, B, C.D), что приводит к включению общего индикатора отказа, одновременно включается и индикатор отказа соответствующего канала. Это дает возможность сразу же приступить к восстановительным работам.

Формула изобретения

Устройство для аварийной сигнализации, содержащее N каналов сигнализации, каждый из которых выполнен из датчика и элементов ИЛИ и НЕ, мажоритарный элемент К из N и элемент ИЛИ, выход которого соединен с индикатором отказа, отличающееся тем, что в него введены C^N_N^-K+1 элементов И и в каждый канал сигнализации первичный преобразователь, датчик напряжения, индикатор отказа и источник питания, выход источника питания соединен через последовательно соединенные датчик напряжения и элемент НЕ с входом индикатора отказа, выход датчика через последовательно соединенные первичный преобразователь и пороговый элемент соединен с первым входом элемента ИЛИ каждого канала сигнализации, выход которого соединен с одноименным входом мажоритарного элемента К из N, выходы элементов НЕ всех каналов соединены с одноименными входами элементов ИЛИ, одноименные входы соответствующего элемента И соединены с выходами элементов НЕ в тех каналах сигнализации, номера которых соответствуют сочетанию C^N_N^-K+1, выходы элементов И соединены с соответствующими входами элементов ИЛИ в тех каналах, в которых выход элемента НЕ соединен с соответствующим входом по крайней мере одного элемента И.

РИСУНКИ

Рисунок 1