Коммутатор

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Союз Советских

Социалистических

Республик (11) S57488 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.06.7З 21) 1939795 (5Ц М. Кл.е

П 03 К 9!20

Государственныи комитет

Саввтв Министров СССР по делан изабретений и атирытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.05.77. Бюллетень _#_a 17 (45) Дата опубликования описания 05.08.77 (53) Ъ ДК

621 327 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ф. В. Барер и А. И. Эйдельберг

)тр . И

Одесский филиал Всесоюзного института по проектированию организации энергетического строительства Оргэнергострой (71) Заявитель (54) КОММУТ АТОР

Изобретение предназначено для последовательной коммутации ряда объектов в функции времени и может быть использовано при автоматизации процессов управления и регулирования.

Известны устройства для решения этой задачи, в которых порядок коммутации объектов задан блокировками и которые содержат генератор импульсов, блок чередования команд, связанный с блоком управления, который включает в себя цепочки четных и нечетных управляющих аппаратов.

Генератор импульсов выполнен в виде мультивибратора, работающего в режиме автоколебаний.

Такое устройство может быть использовано как часть схемы управления пуском лоточно-транспортной системы (1).

При работе генератора (датчика) импульсов на его выходе возникает последовательность импульсов и пауз заданной последов ательности. Блок чередования коммщ преобразует эту последовательvoc ть в две последовательности командных импульсов, одна из которых воспринимается группой нечетных управляющих аппаратов, а другая— группой четных управлянлцих аппаратов. Благодаря блокировкам, командный импульс, поданный груп. пе счетной или нечетной) улравляюших аппаратов, приводит к коммутации только одного из них (блокировочная цепь которого подготовлена предыдущей коммутацией аппарата другой группы).

Приведенный в состояние включения (или отключения) аппарат сохраняет свое состояние и после прекращения командного импульса, например, благодаря элементу памяти.

Поскольку мультивибратор, работающий в режиме автоколебаний, не имеет ни одного устойчи10 вого равновесного состояния, генератор импульсов в описанном устройстве может начать работу как с импульса, так и с паузы с равной вероятностью. - Соответственно первый командный импульс подается либо в четную, либо в нечетную

15 группу аппаратов. Наличие последовательной блокировки между управляющими аппаратами позволяет реализовать не любой командный импульс, а только тот, который адресован в группу, где на ходится управляющий аппарат, подготовленный к

gp коммутации. Этот либо первый по порядку коммутации управляющий аппарат — если до начала работы устройства все они находились в исходном (например, отключенном) состоянии. либо очередной аппарат — если часть из них была включена в

25 предыдущем цикле коммутации. Коммутация

557488 объектов начинается одновременно с работой генератора импульсов или с пропускок одного такта (командного импульса), т. е. с задержкой. При этом ни один, ни другой режим коммутации не может быть гарантирован (даже для первого цикла) соответствующим включением первого управляющего аппарата в четную или нечетную группу или настройкой генератооа. та неоднозначность режима коммутации может отрицательно отражаться на технологическом процессе, который обслуживается устройством последовательной коммутации, особенно, если это процесс ступенчатого регулирования (например, регулирование производительности компрессорной станции) . В этом случае время задержки включения (отключения) объектов является параметром настройки системы регулирования и определяет зону нечувствительности, а его неоднозначность нарушает работу регулятора.

Известно также устройство аналогичного назначения и аналогичной структуры, используемое в схеме автоматического управления высокочастотной печью для поддержания оптимального коэффициента мощности путем подключения или отключения дополнительной емкости (2). В таком устройстве генератор импульсов и блок чередования команд выполнены в виде электромеханического устройства, содержащего синхронный двигатель с редуктором, на вал которого насажены кулачки, поочередно замыкающие два контакта. При этом работа генератора импульсов в каждом цикле начинается с той же фазы, на которой она закончилась в предыдущем цикле, т. е. коммутация объектов во всех случаях начинается с пропуском одного такта, с задержкой.

Режим коммутации не может быть перестроен при необходимости начинать коммутацию без задержки, т. е. с первого командного импульса, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является коммутатор; содержащий блок управления, соединенный с управляющим входом генератора, и триггер, инверсные выходы которого соединены с соответствующими входами переключателей, соединенных по-следовательно (3).

Однако и в этом устройстве однозначность заданного режима для всех циклов не достигается: если коммутация в очередном цикле начинается не спервого объекта,,а с какого-либо другого, то ее режим зависит от того, четным или нечетным является этот объект.

Целью изобретения является устранение неоднозначности задаваемого режима коммутации объектов, т. е. повьппение точности работы устройства.

С этой целью в предложенном устройстве установлены логический блок, элементы И, ИЛИ и блок памяти, один вход которого соединен с выходом блока управления, другой — с выходом элемента ИЛИ, а выход — с первым входом логического

29

60 блока, второй вход которого подключен к выходу генерато а, а выход связан со входом триттера.

Выходы первого и последнего переключателей соединены с одиными входами элеменга ИЛИ, другие входы которого соединены с выхоп.ь . элементов И, попарно соединенных с выходами других переключателей.

На чертеже показана структурная схема коммутатора, например, для шести объектов.

Иереключатели 1 — 6 разделены на две группы: нечетные (1, 3 и 5) и четные (2, 4, 6). Номера переключателей соответствуют необходимой очередности их включения, которая задана их взаимной блокировкой. Все переключатели последова. тельно связаны между собой. Каждая группа связа. на с одним из двух инверсных выходов триггера 7, вход которого связан с выходом логического блока 8. Один из входов блока 8 связан с выходом генератора 9, а другой — с выходом блока памяти 10, который подключен к выходу элементаИЛИ 11, связанного с выходом элементов И 12 и 13.

Состояние блока памяти 10 зависит от того, какой из переключателей 1 — 6 (четный или нечетный) был последним включен (отключен) в предыдущем цикле коммутации. Выходы переключателей

1 и 6 подключены ко входам элемента ИЛИ 11, а выходы переключателей 2, и 3, 4 и 5 попарно связаны со входами элементов И 12 и 13 соответственно. Выходы последних также подключены ко входам элемента ИЛИ 11. Вход сброса памяти блока 10 связан с инверсным выходом блока управления 14, подключенного к управляющему входу генератора 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии блок управления 14 отключен, и коммутатор не работает. Все переключатели находятся в отключенном состоянии.

C инверсного выхода переключателя 1 поступает сигнал на один из входов элемента ИЛИ 11, а с выхода этого элемента ИЛИ 11 и с инверсного выхода блока управления 14 сигналы подаются на оба входа блока памяти 10. Благодаря этому с выхода блока памяти 10 на вход логического блока 8 подается сигнал четности. Если блок 8 реализует, например, логическую функцию "равнозначность *, то поскольку на другом его входе, связанном с выходом генератора импульсов 9 сигнал отсутствует, с инверсного выхода триггера7 поступает сигнал к четным переключателям 2, 4 и 6.

Одновременно с включением блока управления 14 начинает работать генератор импульсов 9.

Допустим, генератор выполнен в виде пульс-пары и начинает работать с паузы. До окончания паузы состояние блока 8 и триггера 7 чередования команд не изменяется, C началом импульса генератора обеспечивается равнозначность сигналов на входах блока 8, и он посылает сигнал на вход триггера 7, который переключает свои выходы: исчезает сп нал на инверсном выходе и появляется на прямом. В

557488 результате, например, включается переключатель 1.

При этом исчезает сигнал на инверсном выходе переключателя 1, на выходе элемента ИЛИ 11 и на входе блока памяти 10. Однако при отсутствии сигнала сброса от блока управления 14 блок памяти 10 сохраняет свое предыдущее состояние, т. е. выдает сигнал четности в сигнальный блок 8.

При смене импульса на выходе генератора9 паузой блоки 7 и 8 переключаются, и срабатывает переключатель 2.

При дальнейшей работе генератора импульсов 9 включается переключатель 3 и т. д.

Допустим, что после включения переключателя 3 блок управления 14 отключается, и данный цикл коммутации заканчивается, В это время сигнал с инверсного выхода блока управления 14 обеспечивает сброс памяти блока памяти 10, и состояние этого выходного элемента зависит теперь от состояния переключателей. Поскольку ни один из элементов И 12 и 13 не имеет сигналов на обоих входах, сигналы не поступают ни на один из входов элемента ИЛИ 11, и с его выхода не подается сигнал на вход блока памяти 10. В итоге сигнал с выхода блока памяти 10 на соответствующий вход логического блока 8 не поступает.

При неработающем генераторе импульсов 9 на другой вход логического блока 8 сигнал также не поступает, поэтому на выходе этого блока сигнал есть, и в триггере 7 чередования команд возбужден прямой выход, связанный с нечетными переключателями.

При новом включении блока управления 14 начинается очередной цикл коммутации. Во время паузы генератора импульсов 9 состояние блоков 7 и

8 не изменяется, а с началом первого импульса возникает неравнозначность входов блока 8, сигнал на его выходе исчезает. При этом переключается триггер 7, и включается переключатель 4. Состояние блока памяти 10 сохраняется прежним на все время цикла коммутации.

Если цикл заканчивается включением переключателя 4, то с выхода элемента И 13 через элемен

ИЛИ 11 на вход блока памяти 10 проходит сигнал четности, который обеспечивает в последующем цикле коммутации включение переключателя 5 также во время импульса генератора 9.

Таким образом, все циклы коммутации осуществляются одинаково (в длинном случае с задержкой, равной паузе генератора импульсов 9).

Для выполнения другого режима коммутации (без задержки) логический блок 8 должен быть выполнен в виде логического элемента "Неравнозначность", либо изменены связи переключателей с элементами 11 — 13, Изобретение может быть использовано в системах последовательной коммутации объектов в функции времени во всех случаях, когда для этого использован генератор импульсов в виде пульслары, например: в системе пуска механизмов лоточно-транспортной системы; в системе многоступенчатог регулирования производительности компрессорной станции, где в функции времени отклонения давления от заданной величины происходит включение и отключение регулировочныхх ступеней; в системах управления пуско-регулировочными сопротивлениями электродвигателей.

Предлагаемое устройство может быть использовано и в случаях, когда схемы с использованием генератора импульсов не могут быть применены.

Устранение неоднозначности режима коммутации управляемых объектов позволяет в одних случаях (например, при запуске механизмов поточно-транспортной системы) сократить время пуска, а в других (в системах регулирования) существенно облегчить настройку регуляторов и улучшить процесс регулирования.

Сокращение длительности пуска механизмов увеличивает время их производительной работы.

Улучшение процесса регулиров ания, например, давления воздуха на выходе компрессорной станции, улучшает условия работы технологических механизмов, являющихся потребителями сжатого воздуха.

Формула изобретения

Коммутатор, содержащий блок управления, соединенный с управляющим входом генератора, и триггер, инверсные выходы которого соединены с соответствующими входами переключателей, соедиЗ5 ненных между собой последовательно, о т л и ч аю щи и с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в нем установлены логический блок. элементы И, ИЛИ и блок памяти, один, вход которого соединен с выходом блока управления, другой

4о вход — с выходом элемента ИЛИ, а выход — с первым входом логического блока, второй вход которого подключен к выходу генератора, а выход связан со входом триггера, причем выходы первого и последнего переключателей соединены с

45 одними входами элемента ИЛИ, другие входы которого соединены с выходами элементов И, попарно соединенных с выходами других переключателей.

Источники инпюрмапии. принятые во внимание при экспертизе

1. Окунев Н. А. и иу, Автоматизация заводов по производству нерудных строительных материалов., Стройиздат, JI., 1968, стр. 242 — 248, рис. 112.

2. Лукьянов В. П. Автоматическое управление производственными процессами, Машгиз, М-К, 1968, стр. 73 — 76, фиг. 56.

3. Окунев Н. А. и др. Автоматизация заводов по производству нерудных строительных материалов, go Стройиздат, Л., 1968, стр. 55 — 57, рис. 14.

557488

Составитель О. ГудкОва

Техред 3. Фанта Корректор Д. Мельниченко

Редактор Л. Утехина

Закаэ !109/б4

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 1065 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

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