Многоканальное устройство для программного управления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

«и 781761 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22} Заявлено 13. 12 ..77 (21) 2553790/18-24

KnЗ

G 05 В 19/02 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23.1180. бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 2311.80 (53) УДК 621. 503. 55 (088.8} (72) Автор изобретения

Ю.Г.Гендель (71 ) Заявитель (54} МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для программного управления различными импульсными энергоустановками, например термоядерными, лазерными или 5 магнитот7идродинамическими, обеспечивающим коммутацию электрических или других цепей в заданной последовательности.

Известно устройство для управле - 0 ния импульсными энергоустановками, выполненное на основе таймерных блоков и устанавливающее жесткую временную последовательность управляющих сигналов, подаваемых на ис- 15 полнительные органы энергоустановки независимо от ее состояния в процессе функционирования (1) .

Отсутствие цепей обратной связи в таких устройствах является причиной Я низкой надежности системы устройства управления энергоустановки, так как возникновение нарушения в работе исполнительных органов, например преждевременное их срабатывание,равносиль 5 но нарушению управляющей программы, приводящему к серьезным авариям при большой энергоемкости установки.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является много 3Р канальное устройство для программного. управления, содержащее элемент

ИЛИ на входе блока защиты, блок сигнализации с количеством входов, равным количеству каналов управления. В каждом канале управления устройство содержит формирователь импульсов, соединенный с исполнительным органом, например коммутирующим элементом,датчик срабатывания исполнительного органа и блок контроля с двумя входами — входом запуска и входом сигнала срабатывания, и двумя выходами †выходом сигнала запуска и аварийным выходом. Вход запуска блока контроля соединен со входом формирователя импульсов, а вход сигнала срабатывания— с выходом датчика в канале. Выход сигнала запуска блока контроля каждого предыдущего канала соединен со входом запуска блока контроля каждого последующего канала управления, а аварийный выход каждого блока контроля подключен к элементу HJIH на входе блока защиты. Блок контроля состоит из элемента временной задержки, триггера, первого и второго элементов И, выход каждого из которых подключен к выходу сигнала запуска и к аварийному выходу блока контроля со781761

15

30

40

60 ответственно, а через элемент ИЛИ к нулевому входу указанного триггера, единичный вход которого соединен со входом элемента временной задержки и подключен ко входу запуска. Один из входов первого и второго элементов И подключены соответственно ко входу сигнала срабатывания и к выходу элемента временной задержки, а другой их вход подключен к прямому выходу триггера (2) .

В этом устройстве обеспечивают предотвращение запуска последующих каналов управления в случае преждевременного срабатывания какого-либо исполнительного органа. Однако это является недостаточным для надежного функционирования устройства. В случае, если появление сигнала с датчика срабатывания исполнительного органа происходит в момент запуска устройства или в процессе его работы, то это равносильно нарушению установленной программы управления и может привести к аварии, так как сигнал на вход блока защиты вырабатывается в устройстве после запуска блока кон- 25 троля того канала управления, в котором происходит случайное срабатывание исполнительного органа. Аналогичная ситуация возникает, если до запуска устройства управления происходит преждевременное срабатывание более одного исполнительного органа.

Цель изобретения — повышение на-. дежности устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что многоканальное устройство для программного управления, содержащее блок защиты, вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход — ко входу объекта управления, и в каждом канале — формиронатель импульсов, выход которого соединен cq входом исполнительного элемента, датчик состояния исполнительноro элемента, выход которого подключен к первому входу блока контроля, 45 первый выход которого подсоединен ко входу формирователя импульсов и ко второму входу блока контроля последующего канала, вторые выходы блоков контроля соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, содержит первый и второй элементы И, первый и второй триггеры и логический блок, входы которого соединены с третьими выходами блоков контроля, первый выход †. с одним из входов первого элемента ИЛИ, второй выход — co входом первого триггера и с первым входом первого элемента И,второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход — с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И соединен со входом устройства, второй вход— с выходом первого триггера, а выход со входом второго триггера, входом формиронателя импульсов первого канала и вторым входом блока контроля первого канала.

Поставленная цель достигается также тем, что логический блок содержит суммирующий усилитель, входы которого соединены с выходами третьих триггеров, а выход — со входом порогоного элемента, выход которого соединен с первым выходом блока, и второй элемент ИЛИ, входы которого соединены со входами третьих триггеров и со входами блока, а выход второго элемента ИЛИ соединен со вторым выходом блока, а также тем, что блок контроля содержит последовательно соединенные третий элемент ИЛИ, четвертый триггер и третий элемент И, другой выход четвертого триггера соединен с первым входом четвертого и пятого элементов И, выходы которых соединены со входами третьего элемента

ИЛИ и соответственно — с первым и вторым выходами блока, второй вход третьего элемента И соединен со вторым входом четвертого элемента И и с первым входом блока, а выход — с третьим выходом блока, второй вход блока соединен с другим входом четвертого триггера и через элемент задержки - со вторым входом пятого элемента И.

На фиг.1 предстанлена блок-схема устройства; на фиг.2 и 3 — схемы блока контроля и логического блока соответственно.

Устройство (фиг.1) содержит объект

1 управления, например импульсную энергоустановку, клемму 2 запуска, блок 3 снязи, первый элемент ИЛИ 4, блок 5 защиты, логический блок б, сравнительный элемент 7, датчик 8 состояния. исполнительного элемента, формирователи 9 импульсов и блок 10 контроля.

Блок 10 (фиг.2), состоящий из элемента 11 задержки, четвертого триггера 12, четвертого 13, пятого

14 и третьего 15 элементов И, содержит также выходы 16-18, вход 19, третий элемент ИЛИ 20 и вход 21.

Блок б (фиг.3) содержит третьи триггеры 22, входы 23, второй элемент

ИЛИ 24, выход 25, суммирующий усилитель 26, пороговый элемент 27 и выход 28.

Блок 3 (фиг.1) состоит из первого

29 и второго 30 триггеров и второго

31 и первого 32 элементов И.

Устройство работает следующим образом.

До прихода импульса запуска триггер 12 каждого блока 10 находится в нулевом состоянии, выходы 16 и 17 заблокированы, а выход 18 разблокирован с помощью элементов И 13, 14 и

15 соответственно, триггеры 29,30 и триггеры 22 блока б при отсутстнии сигналов на входах 23 также находят731761 ся в нулевом состоянии. В результате элемент И 31 открыт, а элемент И 32 закрыт по одному из своих входов.

Сигналы на выходах 25 и 28 блока 6 отсутствуют.

Импульс запуска с клеммы 2 через элемент И 31 поступает на вход 21 блока 10 первого канала управления и на формирователь 9, вырабатывающий сигнал на элемент 7 этого канала.

Триггер 12 переводится в единичное состояние и одновременно запускается элемент 11 временной задержки, установленный на время, несколько превышающее время нормального срабатывания соответствующего элемента 7.

В результате выходы 16 и 17 разблокированы, а выход 18 заблокирован.

Одновременно при срабатывании триггера 30 элемент И 32 открывают по соответствующему входу, подключая тем самым выход 25 блока 6 к элементу ИЛИ 4. При нормальном срабатывании элемента 7 сигнал с датчика 8, поступающий на вход 19 блока 10, через элемент И 13 и элемент ИЛИ 20 переводит триггер 12 в нулевое состояние, а весь блок 10 — в исходное.

Одновременно этот сигнал через выход

16 поступает на вход формирователя 9 и на вход 31 блока 10 следующего канала управления.

В случае отсутствия сигнала с датчика 8 о нормальном срабатывании эле.мента 7 (аварийная ситуация) в блоке

10 выходной сигнал элемента 11 через элемент И 14 и аварийный выход 17 поступает на элемент ИЛИ 4 на входе блока 5 и одновременно через элемент

ИЛИ 20 устанавливает триггер 12 в нулевое состояние, а блок 10 — в исходное. Несвоевременное появление сигнала с датчика 8,например в результате нарушения в работе элемента 7 или при его случайном срабатывании (пробой разрядника) в каком-нибудь канале управления, до запуска устройства не вызывает запуск последующих каналов, так как этот сигнал проходит не через закрытый элемент И 13 на выход 16, а через открытый элемент И 15 и выход

18 блока 10, поступая в блок 6.При появлении сигнала на одном из входов

23 блока 6 срабатывает соответствующий триггер 22. В случае срабатывания только одного триггера 22 сигнал на выходе усилителя 26 не превышает порога срабатывания элемента 27. С выхода 23 сигнал поступает через элемент 24 ИЛИ и выход 25 на единичный . вход триггера 29, переводит его в единичное состояние, блокируя тем самым запуск устройства. При несвоевременном срабатывании элемента 7 в двух и более каналах (аварийная ситуация) и соответствующем срабатывании триггеров 22 в блоке 6 сигнал на выходе усилителя 26 превышает порог срабатывания элемента 27, выход10

d0

65 ной сигнал которого через аварийный выход 28 поступает на элемент ИЛИ 4.

Если несвоевременное срабатывание элемента 7 в любом канале происходит после запуска устройства (аварийная ситуация), то вырабатывается сигнал в блок 5 либо с выхода элемента И 32, либо с выхода 17 блока 10 соответствующего канала.

В данном устройстве за счет введения дополнительного контроля за состоянием исполнительных элементов своевременно предотвращаются отрицательные последствия аварийной ситуации при несвоевременном срабатывании исполнительных органов. Этим значительно повышается надежность функционирования устройства управления. Действительно, преждевременное срабатывание одного исполнительного элемента в процессе подготовки импульсной энергоустановки к пуску, т.е. до запуска устройства, как правило, не является аварийным и в этом случае включение блока защиты не требуется, а достаточно заблокировать вход запуска устройства. В случае преждевременного срабатывания двух и более исполнительных элементов возникает аварийная ситуация, которая приводит к серьезной аварии, так как это равносильно сбою управляющей программы, когда нарушается строгая последовательность срабатывания исполнительных элементов, т.е. отдельных звеньев энергоустановки, независимо от того, произошло это до или после запуска. В этом случае необходимо своевременно включить аварийную защиту, что и обеспечивается данным устройством. формула изобретения

1. Многоканальное устройство для программного управления, содержащее блок защиты, вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход — ко входу объекта управления, и в каждом канале — формирователь импульсов, выход которого соединен со входом исполнительного элемента, датчик состояния исполнительного элемента, выход которого подключен к первому входу блока контроля, первый выход которого подключен ко входу формирователя импульсов и ко второму входу блока контроля последующего канала, вторые выходы блоков контроля соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю — щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит первый и второй элементы И, первый и второй триггеры и логический блок, входы которого соединены с третьими выходами блоков контроля, первый выход — с одним из входов первого элемента ИЛИ, второй выход — со вхо781761

И

Фиа2 ьг.Э

ВНИИПИ Заказ 8132/51 Тираж 956 . Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 дом первого триггера и с первым вхо дом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход — с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И соединен со входом устройства, второй вход— с выходом первого триггера, а выходсо входом второго триггера, входом формирователя импульсов первого канала и вторым входом блока контроля первого канала.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что логический блок содержит суммирующий усилитель, входы которого соединены с выходами . третьйх триггеров, а выход — со входом порогового элемента, выход которого соединен с первым выходом блока, и второй элемент ИЛИ, входы которого соединены со входами третьих триггеров и со входами блока, а выход второго элемента ИЛИ соединен со вторым выходом блока.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок контроля содержит последовательно соединенные третий элемент ИЛИ, четвертый триггер и третий элемент И, другой выход четвертого триггера соединен с первым входом четвертого и пятого элементов И, выходы которых соединены со входами третьего элемента ИЛИ и соответственно — с первым и вторым выходами блока, второй вход третьего элемента И соединен со вторым входом четвертого элемента И и с первым входом блока, а выход — с третьим выходом блока, второй вход блока соединен с другим входом четвертого триггера и через эле15 мент задержки — со вторым входом пятого элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии М 47122316, щ кл. 54 (7) Е, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2402657/18-24, кл. G 05 В 19/02, 1976 (прототип).