Блок согласования для системы цифрового управления

 

Использование в качестве согласователя входных цепей для систем числового программного управления, программируемых контроллеров и т п для преобразования сигналов датчиков в логические сигналы Сущность изобретения блок согласования содержит измерительный датчик 1 эпемент ИЛИ 2, ограничитель 3 тока, оптический соединитель 4, масштабный усилитель 5, блок 6 выборки ключевой элемент 7, источник 8 и 9 диагностических сигналов 1-2-3-4-5-6, 1-7-4, 8-2, 9-7 1 ил 1 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4795558/24 (22) 26.02,90 (46) 15.09,92, Бюл, гч 34 (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Электронмаш" (72) В.В, Мясников (56) Устройство управления с программируемым запоминающим устройством БОШ PC

200:Техническое оп иса н ие. руководство

БОШ, с, 7 — 10.

Патент США N.. 4275307, кл,G02 В 27/00,,опублик. 1981.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве согласователя входных цепей для систем числового программного управления, программируемых контроллеров и т.п, для преобразования сигналов датчиков в логические сигналы.

Известны устройства согласования входных цепей, содержащие ограничитель тока и оптопару. Основным недостатком подобных схем является низкая надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является выбранный в качестве прототипа согласователь для датчиков входных сигналов цифровой системы управления, содержащий последовательно соединенные выпрямитель, схему ограничения тока, оптопару, операционный усилитель и управляемый вентиль.

Недостатком прототипа является отсутствие возможности оперативного контроля правильности работы системы датчик—

БЫ 1762292 А1 (яis G 02 В 27/00, G 05 В 19/405 (54) БЛОК СОГЛАСОВАНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ ЦИФРОВОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Использование: в качестве согласователя входных цепей для систем числового программного управления, программируемых контроллеров и т.п. для поеобразования сигналов датчиков в логические сигналы.

Сущность изобретения: блок согласования содержит измерительный датчик 1. элемент

ИЛИ 2, ограничитель 3 тока, оптический соединитель 4, масштабный усилитель 5, блок

6 выборки, ключевой элемент 7, источник 8 и 9 диагностических сигналов. 1 — 2 — 3-4 — 5 — 6, 1 — 7 — 4, 8 — 2, 9 — 7. 1 ил. 1 табл. входная цепь. При возникновении неисправности в системе датчик — входная цепь для выявления места отказа необходимо отсоединить датчик от входной цепи для подключения диагностического прибора. что приводит к увеличению времени простоя оборудования при диагностировании и ремонте.

Целью изобретения является расширение области применения и повышение надежности за счет возможности оперативного контроля правильности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в блок согласования для системы цифрового управления, содержащий измерительный датчик, ограничитель тока, подключенный выходом к первому выводу светоизлучающего элемента on-.è÷åñêîãî соединителя. светочувствительный элемент которого подключен первым и вторым выводами соответственно к положительной клемме источника напряжения и через масштабный усилитель

1762292 к информационному входу блока выборки, выход которого является выходом блока согласования, а входуправления выборкой является управляющим входом блока согласования, дополнительно введены два источника диагностических сигналов, ключевой элемент и элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к первым выходам соответственно измерительного датчика и первого источника диагностического сигнала, а выход соединен с входом ограничителя тока; первый выход второго источника диагностического сигнала соединен с управляющим входом ключевого элемента, через который второй вывод светоизлучающего элемента оптического соединителя соединен со вторыми выводами измерительного датчика и первого и второго источников диагностических сигналов.

На чертеже представлена структурная схема блока согласования для системы цифрового управления.

Блок согласования содержит измерительный датчик 1, элемент ИЛИ 2, ограничитель 3 тока, оптический соединитель 4, масштабный усилитель 5, блок 6 выборки, ключевой элемент 7, первый 8 и второй 9 источники диагностических сигналов. Первый вывод датчика 1 соединен с первым входом элемента ИЛИ 2, второй вход которого подключен к первому выводу первого источника 8 диагностического сигнала, а выход — к входу ограничителя 3 тока. Первый вывод светоизлучающего элемента оптического соединителя 4 подключен к выходу ограничителя 3 тока, а второй вывод — через ключевой элемент 7 ко второму выводу датчика 1. Светочувствительный элемент оптического соединителя 4 подключен одним выводом к положительной клемме источника напряжения, а другим — через масштабный усилитель 5 к информационному входу блока 6 выборки, вход управления выборкой которого является управляющим входом блока согласования. Управляющий вход ключевого элемента 7 соединен с первым выводом второго источника 9 диагностического сигнала. Вторые выводы обоих источников 8 и 9 диагностических сигналов подключены ко второму выводу измерительНОГО датчика 1, Блок согласования для системы цифрового управления обеспечивает преобразование сигнала с выхода измерительного датчика 1 в сигналы логического уровня, необходимые для работы системы цифрового управления, и гальваническую развязку цепей питания датчика 1 и цепей задания диагностических сигналов от цепей усиления

55 и формирования логических сигналов. Ограничитель 3 тока обеспечивает понижение выходного напряжения измерительного датчика 1 до уровня, создающего в светоизлучающем элементе оптического соединителя 4 ток, при котором на втором выводе светочувствительного элемента оптического соединителя 4 появляется единичный сигнал при высоком уровне напряжения на выходе датчика 1, В системе цифрового управления используется несколько блоков согласования, они объединяются по выходу с помощью блоков 6 выборки, Выборку нужного блока согласования осуществляют подачей сигнала на управляющий вход соответствующего блока согласования.

Блок согласования работает в двух режимах; режиме опроса состояния измерительного датчика 1, циклически осуществляемом системой цифрового управления (на чертеже не показана), и режиме диагностирования, который осуществляется каждый раз перед проведением цикла опроса.

В режиме опроса состояния измерительного датчика 1 на второй вход элемента

ИЛИ 2 от первого источника 8 диагностического сигнала подается сигнал, аналогичный нулевому сигналу датчика 1 (соотвЕтствующий низкому уровню напря жения сигнала измерительного датчика 1), на управляющий вход ключевого элемента 7 от второго источника 9 диагностического сигнала подается сигнал, обеспечивающий срабатывание ключевого элемента 7. Сигнал с выхода измерительного датчика 1 поступает на первый вход элемента ИЛИ 2, проходит элемент ИЛИ 2 и последовательную цепь, состоящую из ограничителя 3 тока, светоизлучающего элемента оптического соединителя 4 и ключевого элемента

7. При единичном сигнале датчика 1 (соответствующем высокому уровню напряжения на выходе датчика 1) на втором выводе светочувствительного элемента оптического соединителя 4 поя вляется един ичн ый сигнал, а при нулевом сигнале датчика 1, который должен быть меньше порога срабатывания светоизлучающего элемента оптического соединителя 4, на втором выводе светочувствительного элемента соединителя 4 будет нулевой сигнал, Этот сигнал проходит масштабный усилитель 5 поступает на информационный вход блока 6 выборки. На управляющий вход блока согласования подается сигнал выборки, благодаря которому сигнал с выхода масштабного усилителя 5 транслируется на выход блока согласования (и далее в систему управления).

В режиме диагностирования проверку правильности работы блока согласования

1762292

55 осуществляют путем имитации сначала единичного, а затем нулевого сигнала измерительногоо датчика 1.

Для имитации единичного сигнала измерительного датчика 1 на второй вход элемента ИЛИ 2 подается сигнал, аналогичный единичному сигналу от датчика 1. Одновременно на управляющий вход ключевого элемента 7 подается сигнал, обеспечивающий его открывание. Нэ выходе блока согласования проверяется правильность прохождения этого сигнала при наличии сигнала выборки на управляющем входе блока согласования.

Для диагностирования блока согласования путем имитации нулевого сигнала измерительного датчика 1 на управляющий вход ключевого элемента 7 подается сигнал. закрывающий его, Ключевой элемент 7 разрывает цепь, состоящую из источника сигнала, поданного на элемент ИЛИ 2, и последовательно соединенных элемента ИЛИ 2, ограничителя 3 тока, светоизлучающего элемента оптического соединителя 4.

На выходе блока согласования проверяется правильность прохождения сигнала, а нало гич ного нуле во му сигналу изл е рительного датчика 1, В момент диагностирования блока согласования как на единичный, так и на нулевой сигнал состояние датчика 1 может быть любым, Единичный диагностический сигнал от первого источника 8 проходит через элемент ИЛИ 2 и вызывает ток через светоизлучающий элемент оптического соединителя 4 независимо от сигнала измерительного датчика 1, поступающего на первый вход элемента ИЛИ 2. При нулевом диагностическом сигнале посредством разомкнутого ключевого элемента 7 разрывается последовательная цепь, состоящая из датчика 1, элемента ИЛИ 2, ограничителя

3 тока и светоизлучающего элемента оптического соединителя 4, благодаря чему эта цепь обесточивается даже в том случае, если с выхода датчика 1 на первый вход элемента ИЛИ 2 поступает единичный сигнал.

По окончании диагностирования блок согласования переводится в режим опроса, для чего на второй вход элемента ИЛИ 2 подается нулевой сигнал, а на управляющий вход ключевого элемента 7 — сигнал, обеспечивающий срабатывание ключевого элемента 7.

В системах управления, в которых для обеспечения отказоустойчивости к одному измерительному датчику подключено два (или более) блока согласования, при отказе одного из них отказавший блок отключают путем закрывания ключевого элемента 7 и снятия выборки на управляющем входе блока согласования.

В таблице приведены состсяния сигналов в различных режимах работы блока согласования.

Предлагаемый блок согласования реализован в виде гибридной микросборки, в которой схема ИЛИ 2 реализована на двойном бескорпусном диоде типа КД 704 АС, ограничитель 3 тока — сопротивление, напыленное на керамическую подложку, оптический соединитель 4 — оптрон АОД 120А — 1, масштабный усилитель 5 — два транзистора типа КТ 3130 Б, блок выборки 6 — микросхема К 533 ЛА9 — 4, ключевой элемент 7— транзистор Кт 3130 А.

Возможна реализация блока согласования с применением транзисторного оптического соединителя, а в качестве ключевого элемента — реле.

Введение оперативного контроля правильности работы блока согласования позволяет выявить неисправность блока согласования немедленно, не допуская дальнейшего распространения отказа, и получить экономический эффект путем иск-. лючения ущерба за счет неправильного функционирования объекта управления.

Формула изобретения

Блок согласования для системы цифрового управления, содержащий измеоительный датчик, ограничитель тока, подключенный выходом к первому выводу светоизлучающего элемента оптического соединителя, светочувствительный элемент которого подключен первым и вторым =ыводами соответственно к положительной клемме источника напряжения и через масштабный усилитель к информационному входу блока выборки, выход которого является выходом блока согласования. а вход управления выборкой — управляющим входом блока согласования, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения и повышения надежности за счет возможности оперативного контроля правильности работы, в него введены два источника диагностических сигналов, ключевой элемент и элемент ИЛИ. первый и второй входы которого подключены к первым выходам соответственно измерительного датчика и первого источника диагностического сигнала, а выход соединен с входом ограничителя тока. первый выход второго источника диагностического угнала соединен с управляющим входом ключевого элемента, через который второй вывод светоизлучающего элемента оптиче1762292 второго источников диагностичес;их с.",г;:алов, ского соединителя соединен с вторыми выводами измерительного датчика и первого и

Состояния

Режим Рвбаты на вых чика 1 де блока согласовая выния

0 без

3-е сост. безр без оазл.

Редактор

Заказ 3259 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101,,, Рабочий ( Диагностиро, вание, а) единичным

I сигналом б) нулевым сигналом

I Отключение

Составитель l3.MÿñíèêoB

Техред М,Моргентал Корректор Т,Палий