CS204935B1 - Zapojení bloků koncových členů - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení bloku koncových členů, určených pro ovládání a signalizaci stavů pohonů a servopohonů, jehož činnost může být řízena jednak prostřednictvím nadřazeného procesoru ručně či automaticky bez dříve nutných výstupních jednotek v procesoru a jednak přímými ručními zásahy na procesoru nezávislými.

Dosud se běžně užívají zapojení se samostatnými koncovými členy, řízené individuálně jedním či dvěma procesory za použití speciálních výstupních jednotek v procesoru a rovněž řízené individuálně ručními zásahy operátora na procesoru buďto závislými či nezávislými.

Nevýhodou těchto zapojení je, že jejich funkce je obvykle univerzální a proto poměrně složitá, což přináší i značnou složitost zapojení a malé využití vestavených logických obvodů, zejména pro aplikace, kde převažují jednoduché pohony a servopohony, kterýchžto případů je většina. Samostatné koncové členy vyžadují dále použití speciálních výstupních jednotek v procesoru, čímž se dále složitost zapojení zvyšuje a klesá jeho spolehlivost. Nevýhodou je rovněž náročná údržba, vysoké náklady na instalaci a obtížnější uvádění do provozu.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení bloku koncových členů podle vynálezu. Sestává nejméně ze čtyř koncových členů, tří prioritních obvodů, dvou generátorů, přepínacího obvodu, nulovaoího obvodu a systémového přijímače. Podstata vynálezu spočívá v tom, že výstup druhého generátoru je spojen vždy s druhým sběrnicovým vstupem každého koncového

204 935

204 93S členu, jehož prvý sbemioový vstup je spojen s druhým výstupem nulovaoího obvodu. Jeho prvý výstup je spojen s prvým výstupem přepínacího obvodu a se vstupem prvého generátoru, jehož výstup je spojen se třetím sběrnícovým vstupem každého koncového členu. Čtvrtý sběrnicový vstup každého koncového členu je spojen se třetím výstupem přepínacího obvodu a s druhým prioritním vstupem prvého koncového členu, jehož šestý řídicí výstup je spojen s pátým vstupem systémového přepínače. Jeho každý datový výstup je spojen vždy s odpovídajícím datovým vstupem každého koncového členu, jehož každý řídicí vstup i každý řídicí výstup je spojen vždy s každým odpovídajícím řídicím vstupem zapojení i s každým odpovídajícím řídicím výstupem zapojení. Každý vazební vstup zapojení je spojen vždy s odpovídajícím vstupem systémového přepínače, jehož šestý vstup je spojen s druhým výstupem přepínacího obvodu. Každý prioritní vstup zapojení je spojen vždy s odpovídajícím vstupem odpovídajícího prioritního obvodu, jehož každý výstup je spojen vždy s odpovídajícím prioritním vstupem druhého, třetího a čtvrtého koncového členu. Vstup přepínacího obvodu je spojen s volicím vstupem zapojení, jehož volicí výstup je spojen s výstupem systémového přepínače.

Výhodou zapojení bloku koncových členů podle vynálezu je, že je použitelné pro velkou většinu aplikací a má přitom podstatně nižší poruchovost, je značně levnější a jednodušší. Podstatně snáze se proto projektuje, vyrábí, oživuje a udržuje. Další velmi podstatnou výhodou je, že nepotřebuje dosud nutné výstupní jednotky v procesoru a zjednodušuje podstatně kabeláž, neboť bloky koncových členů lze nyní s výhodou umístňovat přímo do skříně procesoru. Náklady na instalaci proto velmi podstatně klesají, neboť kromě kabeláže se uspoří i velmi nákladné ranžírování a prostor ranžírovaoí skříně oproti dosud užívaným zapojením s konoovými členy samostatnými. Spolehlivost řídicích okruhů se tudíž velmi podstatně zvyšuje a škody při poruchách jsou značně nižší. Při poruše procesoru je umožněno i nadále ruční řízení pomocí vestavěných tlačítek a signálních diod a dále je možné i dálkové prioritní ruční či automatické vypnutí nezávislé na procesoru.

Příklad zapojení bloku koncových členů podle vynálezu je v blokovém schématu na připojeném výkrese. Jednotlivé bloky zapojení lze charakterizovat takto:

Přepínací obvod 20 je společný logický obvod s jedním vstupem a třemi výstupy, s vestavěným aretačním tlačítkem. Slouží k přepínání režimů činnosti bloku koncových členů, lze jej s výhodou realizovat s použitím vstupního převodníku v hybridním provedení přepínacího tlačítka s aretací, dvou párů přepojovacích svorek a jednoho invertoru v integrovaném provedení.

Prvý generátor 30 je astabilní multivibrátor s jedním výstupem a jedním vstupem. Je určen pro buzení výstupních převodníků bloku koncových členů, vázaných na logiku koncových členů transformátorovou vazbou. Jeho kmitočet je řádu megahertzů a je možno jej realizovat s použitím běžných integrovaných invertorů, jednoho integrovaného klopného obvodu a jednoho RC členu. Druhý generátor 40 je rovněž astabilní multivibrátor s jedním výstupem. Slouží pro napájení vestavěných signálních diod koncových členů kmitovým napětím řádu jednotek hertzů. Lze jej realizovat velmi jednoduše a použitím integrovaných invertorů s RC vazbou. Nulovací obvod 50 je hladinový obvod se zpožděnými vzájemně inverzními výstupy, zajišťující nulování řídicích klopných obvodů v koncových členech a dále hradíování výstupu prvého

204 935 generátoru 30 do doby, než napájecí napětí bloku koncových členů dosáhne jmenovité úrovně. Lze jej realizovat jednoduěe s použitím dvou tranzistorů a RC členu. Systémový přepínač 60 je sekvenční logický obvod se šesti vstupy a pěti výstupy. Slouží k řízení přenosu dat mezi procesorem a jednotlivými koncovými členy a určuje okamžik zápisu dat z procesoru do jednotlivých koncových členů. Je realizován s použitím integrovaných invertorů, dvou a třívstupových hradel s inverzními výstupy a jednoho klopného obvodu. Prioritní obvody 70. 80. 90 jsou stejné logické obvody s jedním vstupem a dvěma vzájemně inverzními výstupy. Slouží pro prioritní nastavení klopných obvodů jednotlivých koncových členů do požadovaného stavu. Lze je jednoduše realizovat s použitím jednoho vstupního převodníku v hybridním provedení a dvou integrovaných invertorů. Konoové členy 100. 200. 300. 400 jsou v podstatě stejné jednoduché logické automaty s vestavěnými ovládacími a signálními prvky, sedmi logickými vstupy, osmi sběrnicovými vývody a ěesti výstupy. Slouží k řízení pohonů či servopohonů jednotek automaticky podle předem zadaného programu prostřednictvím procesoru a jednak ručně buď s použitím vestavěných ovládacích prvků nebo prostřednictvím prioritních obvodů 70. θθ» 90. θ prvého koncového členu 100 .ie možnost řízení prostřednictvím prioritního obvodu vynechána. Koncové členy lze s výhodou realizovat s použitím integrovaných invertorů, třívstupových součinových hradel s invertovanými výstupy, hybridních vstupních a •výstupních převodníků, oddělovacích transformátorků, běžných polovodičových diod, odporů, aretačního tlačítka, svítivých diod a časových členů. Sasové členy, které slouží jednak k zajištění mezireverzačních prodlev a jednak k časové kontrole odezvy řízeného pohonu či servopohonů na vydaný povel lze realizovat výhodně s použitím tranzistorů a RC obvodů, přičemž je výhodné použít několika párů přepojovacích svorek pro možnost změny délky časování. Propojení jednotlivých bloků je provedeno takto:

Výstup 43 druhého generátoru 40 je spojen vždy s druhým sběrnicovým vstupem 13.1. 13.2, 12x2, 12x4 každého koncového členu 100. 200. 300. 400. jehož prvý sběrnicový vstup

12.1. 12.2. 12.3. 12,4 je spojen s druhým výstupem 52 nulovacího obvodu 50. Jeho prvý

Výstup 51 je spojen s prvým výstupem 21 přepínacího obvodu 20 a se vstupem 31 prvého generátoru 30. Výstup 34 prvého generátoru 30 je spojen se třetím sběrnicovým vstupem 14«1.

14.2. 14.3. 14.4 každého koncového členu 100. 200. 300. 400. Čtvrtý sběrnicový vstup 15.1.

15*2. 12x2, 12^4 každého koncového členu 100. 200. 22θ, 422 je spojen se třetím výstupem přepínacího obvodu 20 a s druhým prioritním vstupem 85.1 prvého koncového členu 100. jehož šestý řídicí vstup 11.1 je spojen s pátým vstupem 71 systémového přepínače 60. Každý datový výstup 66. 67. 68, 69 systémového přepínače 60 je spojen vždy s odpovídajícím datovým vstupem 16J., 16,,2, 16^, 16^, 1£χ1, 1£χ2, 12x2, 11x4, Ιθχΐ, Ιθώ» 12x2, Ιθχΐ, 12ι1» 12χ£, 12x2, 12±4 každého koncového členu 100. 200. 300. 400. jehož každý řídicí vstup 1.1. 1.2« 1.3. 1.4, 2.1, 2.2, 2.3. 2.4« 2x1, 3.2. 3,.3. 2x4, 4x1, 4x2., 4.»3. 4x4, 2x1, 2x2, 2» 2» 5.4 i každý řídící výstup 6,1. 6,2. 6.3. 6..4. 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 8.1. 8,2, 8.3. 8.4. 9.1. 2x£, 2x4, 12x1» 1θχ2, 1&2, !&£, llxl, 11χ2, 11χ2, 11x4 je spojen vždy s každým odpovídajícím řídicím vstupem 101. 201. 301. 401. 102. 202. 302. £02, 103, 203. 303. 403. 404. 105. 205. 305. 405 zapojení i každým řídicím výstupem 106, 206, 222» 422» 12Ζ» £21, 307. 407. 1Q8. 208, 3Q8. 408. ιο^, 202, 222, 422, 112, 2io, 212, £W, m, 2J1, 211, 411,

204 935 zapojení. Každý vazební vstup 91. 92. gg, g£ zapojení je spojen vždy s odpovídajícím vstupem 61. 62, 63. 64 systémového přepínače 60, jehož šestý vstup 72 je spojen s druhým výstupem 22 přepír.cího obvodu 20. Každý prioritní vstup 97. 98. 99 zapojení je spojen vždy s odpovídajícím vstupem 22, 22» 79 odpovídajícího prioritního obvodu 22» 22» 90« jehož každý výstup 74.2. 74.3. 74.4. 75.2. 75.3. 75.4 je spojen vždy s odpovídajícím prioritním vstupem 84.2. 84.3. 84.4. 85.2. 85.3. 85.4 druhého, třetího a čtvrtého koncového členu 200. 300. 400. Vstup 29 přepínacího obvodu 20 je spojen s volícím vstupem 96 zapojení, jehož volící výstup 95 je spojen s výstupem 65 systémového přepínače 60.

Funkce zapojení bloku koncových členů podle vynálezu je následující»

Nulovací obvod 50 zajišíuje nulování všech koncových členů 100. 200. 300. 400 při zasunutí bloku do kazety a při zapnutí napájecího napětí či při jeho znovuobjevení po výpadku, a to prostřednictvím nulového logického signálu ze svého druhého výstupu 52. který se přivádí na každý sběmicový výstup 12.1. 12.2. 12.3. 12.4 každého koncového členu 100. 200.

222» 400. Dále nulovací obvod 50 prostřednictvím jednotkového logického signálu na svém prvém výstupu 51 působí na vstup 31 prvého generátoru 30. a tím hradluje jeho výstup 34. který napájí koncové členy 100. 200. 300. 400. takže výstupní obvody všech koncových členů 100. 200. 300. 400 jsou po dobu nulování zaručeně rozepnuty a na prvém i druhém řídicím výstupu 6,1. 6.2. 6.3. 6.4, 7.1. 7«²« 7.3. 7.4. každého koncového členu £00, £00, gOO, 4.00 i na každém odpovídajícím výstupu 106. 206. 306. 406. 107. 207. 307. 407 zapojení jsou nulové logické signály. Prvý generátor 30 zajištuje vnitřní napájení výstupních převodníků všech koncových členů 100. 200. 300. 400 střídavým napětím o kmitočtu řádu megahertzů, a to prostřednictvím svého výstupu 34. z něhož je zavedeno na třetí sběrnicový vstup 14.1. 14.2. 14.3. 14.4 každého koncového členu 100. 200. 300. 400. Toto vnitřní napájení slouží pro buzení transformátorově vázaných převodníků v koncových členech a je trvalé, vyjma okamžiků, se činnost prvého generátoru 30 hradluje na jeho vstupu 31 nulovacím obvodem 50 z jeho prvého výstupu 51. Druhý generátor 40 slouží pro vnitřní napájení signálních svítivých diod koncových členů 100. 200. 300. 400 kmitavým napětím několika hertzů a je trvalé. Rozvádí se z jeho výstupu 43 na druhý sběrnicový vstup 13.1. 13.2. 13.3. 13.4 každého koncového členu 100. 200. 300. 400. Přepínací obvod 20 slouží k přepínání režimů činnosti bloku koncových členů, a to buď dálkově nebo místně aretačním tlačítkem, vestavěným v přepínacím obvodě 20. Je-li na volícím vstupu 96 zapojení a tudíž také na vstupu 29 přepínacího obvodu 20_ jednotkový logický signál, nebo je-li stisknuto aretační tlačítko v přepínacím obvodě 20. pracují všechny koncové členy 100. 200. 300. 400 v režimu ručním, v opačném případě, tj. je-li na volícím vstupu 96 zapojen nulový logický signál a není-li stisknuto aretační tlačítko v přepínacím obvodě 20. pracují všechny koncové členy 100. 200, 300. 400 v režimu automatickém, tj. jsou řízeny procesorem. Volba.režimů práce koncových členů 100. 200. 300. 400 se přenáší z přepínacího obvodu 20 do všech koncových členů 100. 200. 300. 400 a do systémového přepínače 60, a to ze třetího výstupu 25 do přepínacího obvodu 20, na čtvrtý sběrnicový vstup 15.1. 15.2. 15.3. 15.4 každého koncového členu 100. 200. 300. 400 a z druhého výstupu 22 přepínacího obvodu 20 na druhý vstup 72 systémového přepínače 60. a to opět logickými signály nulovými a jednotkovými. Při automatickém režimu činnosti přijímají

204 93S všechny koncové členy 100. 200. 300. 400 řídicí povely ze systémového přepínače 60 po datových sběrnicích, které vzniknou propojením datových vstupů 66. 67. 68. 69 systémového přepínače 60 s odpovídajícími datovými vstupy 16.1. 16,2. 16.3. 16.4. 17* 1. 17.2. 17.3. 17.4. 12,1, 12x2, 12«5, 18.4. 19.1. 19.2. 19.3, 19.4 každého koncového členu 100. 200. 300. 400 a po těchže sběrnicích se zpět předávají informace o stavu koncových členů podle svoleného vnitřního kódu systémového přepínače 60 a koncových členů 100. 200. 300« 400. S řízeným procesem, který není na přiloženém blokovém schématu naznačen, je každý koncový člen 100« 200. 300. 400 spojen.prostřednictvím svého prvého a druhého řídicího vstupu 1.1. 1.2. 1.3. Id, ad, 2x2, 2x2, 2x1 a svého prvého a druhého řídicího výstupu 6.1. 6.2, 6.3. 6.4. 7.1. 1*2, i±5, id, které jsou u všech koncových členů vyvedeny jako řídicí vstupy 101. 201.

301. 401, 102, 202, 222, £02 zapojení a jako řídicí výstupy 106, 206, 225, 406. 10?. 20?. 307. 407 zapojení. Je-li například na prvém řídicím výstupu 106 zapojení logický signál jednotkový, který značí povel zapnout, pak, vykoná-li se tento povel, objeví se na prvém řídicím vstupu 101 zapojení rovněž jednotkový logický signál jako zpětné hlášení o vykonaném povelu. Podobně se na druhém řídicím vstupu 102 zapojení objeví jednotkový logický signál, je-li na druhém řídicím vstupu 107 zapojení jednotkový logický signál a vykoná-li se povel vypnout. Zcela obdobná je i funkce ostatních koncových členů 100. 200. 300. 400. Tyto koncové Členy mají navíc možnost dalšího, tzv. prioritního ovládání, a to pouze pro jeden provozní stav, obvykle vypínací, a sice prostřednictvím prioritních obvodů 70. 80.

90. jejichž prvý a druhý výstup 74.2. 74.3. 74.4. 75..2. 75.3. 75.4 dává jednotkový a nulový logický signál na prvý a druhý prioritní vstup 84.2. 84.3. 84.4. 85.2. 85.3. 85.4 druhého, třetího a čtvrtého koncového členu 200. 300. 400. Je-li například na vstupu 77 prvého prioritního obvodu 70 logický signál jednotkový, je bez ohledu na zvolený režim činnosti koncových členů na prvém řídicím výstupu 6.2 druhého koncového členu 200 i na odpovídajícím sedmém řídicím výstupu 206 zapojení jednotkový logický signál. Současně ihned mizí případný jednotkový logický signál na druhém řídicím výstupu 7.2 druhého koncového členu 200 i na odpovídajícím osmém řídicím výstupu 207 zapojení. Obdobná je tato funkce i pro třetí a čtvrtý koncový člen 300. 400. které přejímají obdobně prioritní povely od druhého a třetího prioritního obvodu 80. 90. Od nadřaděného procesoru, který není na připojeném blokovém schématu naznačen, dostávají všechny koncové členy 100. 200. 300. 4.00 řídicí signály prostřednictvím svých řídicích vstupů 3.1. 3.2. 2.2» 2.4. ,4.1. 4.2, 4.3. 4.,4. 2.1. 5..2, 5.3.

přes odpovídající řídicí vstupy 1Q2, 202, 525, 125, 121, 221, 521, 121, 125, 202, 525, 405 zapojení a zpětně předávají informace o procesoru prostřednictvím svých řídicích výstupů 8.1. 8.2. 8^2, 8J,, 2x1. 5x2, 2x5, 5x1» l°si, 12x2, 10^, 10^, lij., 11,2, 11^2,

11.4 přes odpovídající řídicí výstupy 108, 208. 308. 40.8. 1.09. .209. 309. 409. 110. 210.

0. 410. 111. 211. 311. 411 zapojení. Po těchto řídicích vstupech a výstupech se předávají logické informace mezi koncovými členy 100, 200, 222» 400 a nadřazeným procesorem, který není na připojením blokovém schématu naznačen, jako jmenovitě stav vypnuto - výstup 5x1. 5x2, 2x5, 5x1, stav zapnuto - výstup 10.1. 10.2. 10.3. 10.4. prioritní vypnutí - výstup 11.1. 11.2. 11.3. 11.4. časová prodleva - výstup 8J., 8^2, 6^2, 8gl, povel vypnut vstup 3.1. 3.2. 3.3. 3.4, povel zapnut - vstup 5.1. 5t2. 5x5, 5x1 ^a povel stop - vstup U., 1x2.· 1x5» 1x1·

204 03S

Funkce bloku koncových členů podle vynálezu je tedy jednak automatická, jednak ruční, a to podle zvoleného pracovního režimu a déle pro jeden provozní stav ruční β prioritou bez ohledu na zvolený pracovní režim.

Zapojeni bloku koncových členů podle vynálezu se využije při řízení automatizovaných technologických procesů všude tam, kde je občas nutné provádět jednoduché ruční zásahy.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení bloku koncových členů, sestávající nejménš ze čtyř koncových členů, tří prioritních obvodů, dvou generátorů, přepínacího obvodu, nulovacího obvodu a systémového přepínače, vyznačené tím, že výstup (43) druhého generátoru (40) je,spojen vždy s druhým sbšrnicovým vstupem (13·1, 13.2, 13.3, 13.4) každého koncového členu (100, 200, 300, 400), jehož prvý sbšrnicový vstup (12.1, 12.2, 12.3, 12.4) je spojen s druhým výstupem (52) nulovacího obvodu (50), jehož prvý výstup (51) je spojen s prvým výstupem (21) přepínacího obvodu (20) a se vstupem (31) prvého generátoru (30), jehož výstup (34) je spojen se třetím sbšrnicovým vstupem (14*1, 14.2, 14.3, 14.4) každého koncového členu (100, 200, 300, 400), jehož čtvrtý sbšrnicový vstup (15.1, 15.2, 15.3» 15.4) je spojen se třetím výstupem (25) přepínacího obvodu (20) a s druhým prioritním vstupem (85.1) prvého koncového členu (100), jehož šestý řídicí výstup (11.1) je spojen s pátým vstupem (71) systémového přepínače (60), jehož každý datový výstup (66, 67, 68, 69) je spojen vždy s odpovídajícím datovým vstupem (16.1, 16.2, 16.3, 16.4, 17.1, 17.2, 17.3, 17.4, 18.1, 18.2, 18.3, 18.4, 19.1, 19.2, 19.3, 19.4) každého koncového členu (100, 200, 300, 400), jehož každý řídicí vetup (1,1, 1.2,

   1.3, í.4, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4) i každý řídicí výstup (6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 8.1, 8.2, 8.3, 8.4, 9.1,

   9.2, 9.3, 9.4, 10,1, 10.2, 10.3, 10.4, 11.1, 11.2, 11.3, 11.4) je spojen s odpovídajíoím řídicím vstupem (101, 201, 301, 401, 102 , 202 , 302, 402, 103 , 203 , 303 , 403, 104, 20éí 304, 404, 105, 205, 305, 405) zapojení i odpovídajícím řídicím výstupem (106, 206, 306. 406,

   107, 207, 307, 407, 108, 208, 308, 408, 109, 209, 309, 409, 110, 210, 310, 410, 111, 211, 311» 411) zapojení, jehož každý vazební vstup (91, 92, 93, 94) je spojen vždy s odpovídajícím vstupem (61, 62, 63, 64) systémového přepínače (60), jehož šestý vstup (72) je spojen s druhým výstupem (22) přepínacího obvodu (20), přičemž každý prioritní vstup (97, 98, 99) zapojení je spojen vždy s odpovídajíoím vstupem (77, 78, 79) odpovídajícího prioritního obvodu (70, 80, 90), jehož každý výstup (74.2, 74.3, 74.4, 75.2, 75.3, 75.4) je spojen vždy s odpovídajíoím prioritním vstupem (84.2, 84.3, 84.4, 85.2, 85.3, 85.4) druhého, třetího a čtvrtého koncového členu (200, 300, 400) a vstup (29) přepínacího obvodu (20) je spojen s volícím vstupem (96) zapojení, jehož volící výstup (95) je spojen s výstupem (65) systémového přepínače (60).