Пневматическое многовходовое устройство сигнализации

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Og)SU(13> 1 2 1 1 7 (50 4 .0 08 В 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3644408/24-24 (22) 22,09.83 (46) 15 02 86. Бюл. № 6 (71) Специальное конструкторское бюро "Газприборавтоматика" Всесоюзного научно-производственного объединения "Союзгазавтоматика" (72) Р.А.Завитаев, А.С.Питаева, А.И.Протасов и В.Ф.Фролов (53) 621-.525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 222244998833, кл. G 08 В 23/00, 1967.

Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации. Каталог, т. 3. Устройства преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления. Вып. 2. Агрегатный функционально-аппаратурный комплекс пневматических средств "Центр .

M., ЦНИИЭПриборостроения, 1975, с. 35-38. (54) (57 ) 1 ° ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ К40ГОВХОДОВОЕ УСТРОЙСТВО СИГНАЛИЗАЦИИ, содержащее логический блок, состоящий из повторителя со сдвигом и первого элемента ИЛИ, блоки пульсации, входные каналы контролируемых сигналов, питания, квитирования пульсирующих сигналов и от низкочастотного генератора, а также выходные каналы блоков пульсации и общего сигнала, являющиеся выходными каналами устройства,, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения устройства, в него введен входной канал квитирования общего сигнала, в логический блок введены активные повторители и инверторы, первый R-триггер и пассивный повторитель, причем входной канал квитирования общего сигнала соединен с входом управления одного из активных повторителей и входом R -первого -триггера, вход питания данного активного повторителя, выход которого связан с атмосферой, и вход 5 первогок -триггера соединены с выходом повторителя со сдвигом, коллектор питания логического блока соединен с одним из входов первого элемента ИЛИ, второй вход которого заглушен, с входом управ- @ ления повторителя сдвигом и с входом питания остальных активных повторителей и инверторов, вход уп- С, равления каждого из которых соедин нен с входным каналом соответствующего контролируемого сигнала, входной канал питания соединен с выходом первого элемента ИЛИ с входом пиЭ

1»ии4 тания повторителя со сдвигом первого R -триггера, а выход первого -триггера, соединенный с выходным » каналом общего сигнала, связан также 3 с входом пассивного повторителя, CO выход которого связан с коллектором питания логического блока, причем выходы остальных активных повторителей и инверторов подключены к входам соответствующихблоков пульсаций. ДЭ»

2. Устройство по п. !, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в него введен входной канал сброса памяти контролируемых сигналов, а каждый блбк пульсаций состоит из двух триггеров, элемента ЗАПРЕТ и второго

121 элемента ИЛИ, причем вход 5 второto R -триггера соединен с входом блока пульсации, вход R — с входным каналом сброса памяти контролируемых сигналов, а выход — с входом питания третьего R -триггера и с входом управления элемента ЗАПРЕТ, вход запрета которого соединен с входным каналом от низкочастотного генератора, а выход — с входом второго элемента ИЛИ, вход 5 третьего R —триггера соединен с входным каналом квитирования пульсирующих сигналов, а выход — с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого связан с выходным каналом блока пульсации.

1779

3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в блок пульсации установлены второй элемент

ЗАПРЕТ, элемент задержки и дополнительный активный повторитель, причем вход управления второго элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом второго R -триггера, а вход запрета— с входом блока пульсации, вход питания дополнительного активного повторителя соединен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ через элемент задержки, вход управления с входом блока пульсации, а выход — с входомйтретьего Й. — триггера.

Изобретение относится к функциональным устройствам преобразования, обработки и хранения информации в пневмоавтоматике, а именно к устройствам обнаружения отклонений, в частности к пневматическим многовходовым устройствам сигнализации, вырабатывающим сигналы на индикацию отклонения любого из контролируемых сигналов от заданных условий, а также вырабатывающим при этом . общий сигнал о срабатывании устройства.

Цельв изобретения является расширение функциональных возможностей и упрощение устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема логического блока, на фиг. 3 — то же, с использованием реле РУП-1М. пневмоповторителя со сдвигом П2П.2, перекидного клапана КП-2 и обратного клапана ОК-3; на фиг. 4 — функциональная схема первого варианта исполнения блока пульсации, на фиг. 5 — принципиальная схема этого блока при реализации его нз реле РУП-1М; на фиг.бвременная диаграмма прохождения сигналов в этом блоке; на фиг. 7 функциональная схема второго варианта исполнения блока пульсации, на фиг. 8 — принципиальная схема этого варианта блока при реализации его на реле РУП-1М и пневмоемкости; на фиг. 9 — временная диаграмма прохождения сигналов в этом варианте блока.

Устройство (фиг. 1) состоит Hs логического блока 1 и блоков пуль- сации 2. Входные каналы контролируемых сигналов Х„-Х и входной

1р канал квитирования общего сигнала ((ОС j соединены с входными каналами логического блока. Выходные каналы Y, — У„ общего блока соединены с входами соответствующих блоков пульсации. Входной канал квитирования пульсирующих сигналов (КПС ) соединен с блоками пульсаций.

Входные каналы от низкочастотного генератора (НЧГ) и сброса памяти контролируемых сигналов (СПКС ) соединены с входными каналами каждого блока пульсации.

Входной канал питания (ПИТ) соединен со всеми блоками, 25 Выходные каналы блоков пульсации Z -Z „ являются выходными каналами устройства и предназначены для последующей передачи на визуальные индикаторы для оперативной информации о состоянии контролируемых сигналов Х,-Х„. Выходной канал Е „„ общего блока также является выходным каналом устройства, по которому выдается общий сигнал для после-. дующей подачи его на звуковую или

1211779

55 визуальную индикацию, в систему автоматического управления, на включение низкочастотного генератора и др.

Логический блок (фиг. 2) состоит из активных повторителей и инверторов 3, коллектора 4, повторителя со сдвигом 5, элемента ИЛИ 6, активного повторителя 7, пассивного повторителя 8 и -триггера 9.

Элемент ИЛИ выполнен со свободно расположенным (неподпружиненным) мембранным блоком 10.

Входные каналы контролируемых сигналов Х, — 1 соединены с входами активных повторителей и инверTopQB 3 соответственно виду контро лируемого дискретного сигнала: активные повторители контролируют появление условного сигнала "1" вместо постоянно подаваемого условного сигнала "О", а инверторы контролируют появление условного сигнала "О" вместо постоянно подаваемого условного сигнала "1". Входной канал КОС соединен с входом

R-триггера 9 и входом управления активного повторителя 7. Входной канал питания ПИТ соединен с выходом элемента ИЛИ, а также входом питания повторителя со сдвигом

5 и триггера 9. Один из входов элемента ИЛИ 6, вход управления повторителя со сдвигом 5 и вход питания активных повторителей и инверторов 3 соединены с коллектором 4.

Второй вход элемента ИЛИ 6 заглушен.

Выход повторителя со сдвигом 5 соединен с входом питания активного повторителя 7, выход которого соединен с атмосферой, а также с входом 8 триггера 9. Выход триггера 9 соединен с выходным каналом общего сигнала Z, а также с 1 .входом пассивного повторителя 8, выход которого соединен с коллектором 4.

На фиг, 3 представлен пример исполнения логического блока, в котором активные повторители и инверторы 3, R -триггер .9 и активный повторитель 7 реализованы на универсальных пневматических реле

РУП-1И, элемент ИЛИ вЂ” на перекидном клапане КП-2, пассивный повторитель — на обратном клапане ОК-3, изображенных на пневматической

5 !

О

50 принципиальной схеме в виде схематических разрезов.

В первом варианте блока пульсации, функциональная схема которого показана на фиг. 4, в составе блока имеются два R -триггера 11 и 12, элементы ЗАПРЕТ 13, ИЛИ 14.

Вход У; блока пульсации соединен с входом 5 триггера ll входной канал СПКС вЂ” с входом 11 этого же триггера. Входной канал НЧГ соединен с входом запрета элемента ЗАПРЕТ 13, а входной канал КПС вЂ” с входом 8 триггера 12. Выход элемента ЗАПРЕТ 13 и выход триггера 12 связаны с входами элемента ИЛИ 14..

Входной канал питания ПИТ связан с входами питания триггера 11, элементов ЗАПРЕТ 13, ИЛИ 14. Выход триг. гера 11 связан с входом управления элемента ЗАПРЕТ 13 и с входом питания триггера 12. Выход элемента

ИЛИ 14 соединен с выходным каналом

Z; блока пульсации.

На фиг. 5 показан пример исполнения первого варианта блока пульсации, в котором -триггеры 11 и 12, элементы ЗАПРЕТ 13, ИЛИ 14 реализованы на универсальных пневматических реле РУП-1И, изображенных на пневматической принципиальной схеме в виде схематических разрезов.

Во втором варианте блока пульсации, функциональная схема которого показана на фиг, 7, в состав блока установлены второй элемент

ЗАПРЕТ 15, элемент задержки 16 и дополнительно активный повторитель

17, Вход У; блока пульсации в этом варианте блока соединен также с входом запрета второго элемента 3АПРЕТ 15 и с входом управления активного повторителя 17. Входной канал питания ПИТ связан также с входом питания второго элемента

ЗАПРЕТ 15, выход которого связан с входом элемента задержки 16. Выход элемента задержки 16 соединен с входом питания активного повторителя 17, выход которого связан с входом -триггера 12.

На фиг. 8 показан пример исполнения второго варианта блока пульсации, в котором 11 -триггеры ll и 12, элементы ЗАПРЕТ 13 и 15, ИЛИ 14 активный повторитель 17 реализованы на универсальных пневматических

1211779

20 реле РУП-IM, изображенных на пневматической принципиальной схеме в виде схематических разрезов °

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройства на повторителе со сдвигом 5 блока

1 устанавливается некоторое отклонение давления аР, при снижении на которое во входе управления мембрана повторителя со сдвигом отжимается вверх под воздействием давления воздуха питания, пропуская сжатый воздух из подмембранной полости .через сопла в сопловой выход (см. фиг. 2 и 3).

В исходном состоянии устройства (фиг. 1, 2 и 3) отсутствуют входные сигналы во входных каналах КОС, НЧГ, КПС и СПКС, а также в выходных каналах Z -Z „„ . Отсутствуют контролируемые сигналы во входных каналах Х,-Х„, связанных с входами управления активных повторителей и инверторов 3: на вход управления активных усилителей подан условный сигнал "О" (например, через входные каналы Х, и X ), а на вход упразления инверторов подан условный сигнал "1" (например, через входной канал „ )..

При подаче сжатого воздуха питания через входной канал питания ПИТ (фиг. 5) давлением воздуха, поступающего в подмембранную полость повторителя со сдвигом 5, мембрана отжимается вверх, пропуская сжатый воздух через сопло в сопловый выход на вход питания активного повторителя 7 и на вход 8 триггера 9, на выходе которого возникает сигнал, подаваемый в выходной канал Е„„ и являющийся общим сигналом, сдвидетельствующим о включении устройства в работу. Одновременно с выхода триггера 9 поступает сигнал на вход пассивного повторителя 8, через который сжатый воздух поступает в коллектор 4. Одновременно при . подаче воздуха питания на выход элемента ИЛИ 6 быстро поднимается давление в заглушенном входе элемента, в результате чего мембранный блок перемещается, запирая второй вход элемента ИЛИ, соединенный с коллектором 4, и разобщая связь коллекто25

55 ра 4 с входным каналом питания через элемент ИЛИ.

После достижения в коллекторе 4 уровня давления, равного давлению питания, мембрана в повторителе со сдвигом 5 оказывается прижатой к соплу, разобщая вход питания с сопловым входом.

Мембранный блок в элементе ИЛИ 6 перестает плотно запирать вход, соединвнный с коллектором 4, создавая зазор, позволяющий подпитывать коллектор 4 при некоторых утечках .воздуха, неплотности соединений и эле- ментов.

Для сброса общего сигнала Z„+, через входной канал КОС подается сигнал квитирования общего сигнала, поступающий на вход активного повторителя 7, который срабатывает, пропуская сжатый воздух из входа питания через выход в атмосферу. В результате сбрасывается избыточное давление во входе 6 триггера и под воздействием сигнала, поданного из входного канала КОС на вход R триггера, последний переключается и сигнал на его выходе и в выходном канале Z „ исчезнет. Устройство подготовлено к работе.

Устройство осуществляет контроль за дискретными сигналами, поступающими во входные каналы Х, — X следуЬщим образом. При подаче условного сигнала "1" во входной канал, соединенный с входом управления активного повторителя, или при подаче условного сигнала "О" во входной канал, соединенный с входом управления инвертора, эти элементы срабатывают, пропуская сжатый воздух из входа питания в соответствующий выход. Например, при подаче через входной канал Х; условного сигнала срабатывает активный повторитель, соединяя вход питания этого повторителя с выходом и, соответственно, с выходным каналом 1; . Сжатый воздух из коллектора 4 поступает в выходной канал Y., вызывая резкое падение давления в коллекторе 4,что влечет за собой перемещение мембранного блока в элементе ИЛИ 6, закрывающее вход, соединенный с коллектором 4. Полностью прекращается подпитка коллектора 4 из входного канала ПИТ, что обеспечивает

1211779

5 !

О

20 еще более глубокое падение давления в коллекторе 4.

При достижении перепада давлений д9 между уровнями давления в коллекторе 4 и во входном канале питания ПИТ срабатывает повторитель со сдвигом 5: мембрана в нем давлением в подмембранной полости отжимается от сопла, и сжатый воздух поступает в сопловой выход и далее во вход питания активного повторителя 7 и во вход 5 триггера

9, вызывая срабатывание последнего и появление на его выходе сигнала, являющегося общим сигналом Z +, .

Сжатый воздух через пассивный повторитель 8 поступает также в коллектор

4, обеспечивая в нем подъем давления, позволяя подпитывать выход 1; обеспечивая выдачу через него условного сигнала "1" и готовность остальных активных повторителей и инверторов 3 к срабатыванию.

Таким образом, появление сигнала в любом входе Х; — Х„ вызывает появление общего сигнала Z и соотn+< ветствующего выходного сигнала, передаваемого с логического блока в блок пульсации. Далее запомненный общий сигнал Е „„ может быть снят вне зависимости от сохранения входного сигнала, вызвавшего указанное срабатывание этого блока. Это снятие осуществляется подачей сигнала во входной канал КОС, Последующее поступление сигнала

"1" на вход любого из активных усилителей или сигнала "О" на вход любого из инверторов 3 вызывает срабатывание схемы, как это описано, в том числе и в случае исчезновения и повторного появления сигнала "1" во входном канале 11;

Подача сигнала У; во входном канале любого (i-ro) блока пульсации вызывает у первого варианта блока пульсации (фиг. 4 и 5)подачу сигнала во вход 5 триггера 11, с выхода которого, сжатый воздух поступает во вход питания триггера

12 и во вход управления элемента

ЗАПРЕТ 13. Одновременно с подачей сигнала 1; общим сигналом Z может быть включен низкочастотный генератор, от которого через входной канал НЧГ поступают импульсы давления во вход запрета элемента ЗАПРЕТ 13, производящие переключения

55 последнего. На выходе элемента ЗАПРЕТ 13 и элемента ИЛИ 14 возникают импульсы давления, подаваемые в выходной канал Е °, вызывая "мигание" подключенного к этому каналу визуального индикатора.

Это позволяет отличить вновь воз-никающий сигнал от уже имеющихся статических сигналов на выходах других блоков пульсации.

Для перевода сигнала в выходном канале Z; из пульсирующего в статический необходимо подать внешний сигнал во входной канал КПС, поступающий на вход 5 триггера 12, на выходе которого возникает сигнал, поступающий на вход элемента ИЛИ 14 и обеспечивающий выдачу статического сигнала в выходном канале Z; независимо от наличия и формы сигнала на выходе элемента ЗАПРЕТ 13. Поэтому с подачей сигнала во входной канал КПС может быть отключена подача сигналов от генератора через входной канал НЧГ.

Пульсирующий или статический сигнал в выходном канале Z; сохраняется и после исчезновения сигнала во входном канале 1; . Для сброса сигнала в выходном канале ; необходимо подать внешний сигнал во входной канал СПКС: исчезает сигнал на выходе триггера 11 и давление во входе питания триггера 12. В результате исчезает сигнал на выходе элемента ЗАПРЕТ 13, на выходе элемента ИЛИ 14 и в выходном канале Z

При использовании второго вари.анта блока пульсации (фиг. 6 и 7) после исчезновения сигнала на входе "; и при наличии запомненного сигнала ; на выходе триггера 11 возникает сигнал ; на выходе второго элемента ЗАПРЕТ 15. При последующем повторном поступлении сигнала на вход 1; исчезает сигнал У; на выходе элемента ЗАПРЕТ 15, но на выходе элемента задержки 16 сигнал некоторое время сохраняется, и все это время имеет место сигнал Y

1ф на выходе активного повторителя 17, который через вход R сбрасывает память триггера 12, обеспечивая снятие с выхода последнего сигнала и,таким образом, прекращение подачи статического сигнала через элемент ИЛИ 14 в выходной канал Z

При наличии сигналов от генератора, поступающих через входной ка12)1779 нал 11ЧГ,;Т 13 через элемент ИЛИ 14 в выходной канал Z< вновь подается пульсирующий сигнал. Таким образом, второй вариант блока пульсации осуществляет не только запоминание в выходном канале статического сигнала, сохраняющегося и после исчезновения сигнала во входном канале, но позволяет и отличить сигнал во входном канале, если последний из указанных сигналов появился вновь, когда запомненный статический сигнал еще не сброшен.

Предложенное устройство наряду с выработкой общего сигнала при отклонении (изменении) любого из контролируемых дискретных сигналов во входных каналах Х,-Х „ от заранее заданных условий, а также выработкой— пульсирующего сигнала для обнаружения, в каком именно входном канале имеет место отклонение, и возможность перевода этого пульсирующего сигнала в статический, осуществляет следующие функции: запоминание общего сигнала, что позволяет обнаруживать отклонение контролируемого сигнала, даже если это отклонение былс кратковременным; отдельный сброс общего сигнала, что позволяет, например, отключить мешающий звуковой сигнал после того, как оператор вызван этим сигналом к устройству и начинает поиск причин и анализ результатов отклонения контролируемого сигнала.

Кроме того, устройство дает возможность запомнить пульсирующий сигнал, либо этот же сигнаЛ, переведенный в статический, что также позволяет индицировать любое кратковременное отклонение сигнала с расшифровкой, какой конкретно из контролируемых сигналов имел отклонение; устройство позволяет индицировать повторное отклонение сигнала, если сигнал на выходе устройства переведен из пульсирующего в статический, что важно при возможном многократном отклонении контролируемого сигнала и при проведении наладочных работ. Достигается также

25 существенное упрощение общего блока за счет сокращения количества элементов и связей в нем, что приводит к значительному экономическому эффекту даже при некотором ycgp ложнении блока пульсации.

1211779

) 2I!779

1211779

12)1779

ПИ

У<»

1211779

1211779

Ze l

КПС

Тираж 516 Подписное

BHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 643/55

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

Составитель О.Гудкова

Редактор М,Бандура ТехредМ.Гергель Корректор N.Äåì÷èê