RU2260222C2 - Method and device for controlling group of electromagnetic mechanisms, primarily shutoff valves - Google Patents
Method and device for controlling group of electromagnetic mechanisms, primarily shutoff valves Download PDFInfo
- Publication number
- RU2260222C2 RU2260222C2 RU2003132155/09A RU2003132155A RU2260222C2 RU 2260222 C2 RU2260222 C2 RU 2260222C2 RU 2003132155/09 A RU2003132155/09 A RU 2003132155/09A RU 2003132155 A RU2003132155 A RU 2003132155A RU 2260222 C2 RU2260222 C2 RU 2260222C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- signals
- electromagnetic
- inputs
- mechanisms
- Prior art date
Links
Landscapes
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Programmable Controllers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергомашиностроению, более узко к системам управления исполнительными механизмами с электромагнитными приводами постоянного тока, например, устанавливаемыми на различных трубопроводах запорными клапанами.The invention relates to power engineering, more specifically to control systems for actuators with electromagnetic DC drives, for example, shut-off valves installed on various pipelines.
Изобретение может найти широкое применение в автоматизированных системах контроля, например, для доставки контролируемых сред в измерительные камеры радиометрических и гамма-спектрометрических анализаторов.The invention can be widely used in automated control systems, for example, for delivering controlled media to the measuring chambers of radiometric and gamma-spectrometric analyzers.
Известен способ управления электромагнитным механизмом постоянного тока и устройство для его реализации, в котором для снижения потребляемой мощности на электромагнитный механизм при включении в работу сначала подают напряжение от основного и дополнительного источников напряжения постоянного тока, а затем, после выдержки времени, достаточной для включения электромагнита в работу, дополнительный источник напряжения постоянного тока отключают и удерживают электромагнит в рабочем состоянии подачей на него напряжения только от основного источника постоянного тока, для вывода электромагнитного механизма из работы прекращают подачу на него напряжения от основного источника постоянного тока [1].A known method of controlling the electromagnetic DC mechanism and a device for its implementation, in which to reduce power consumption, the electromagnetic mechanism when turned on, first supply voltage from the main and additional DC voltage sources, and then, after a time delay sufficient to turn on the electromagnet work, an additional DC voltage source is turned off and the electromagnet is kept in working condition by supplying voltage to it only from the main og source of direct current, for the output of the electromagnetic mechanism from work, stop supplying voltage to it from the main source of direct current [1].
Устройство содержит основной и дополнительный источники питания постоянного тока, два коммутатора и автоматический блок управления, обеспечивающий подключение источников питания к электромагнитному механизму по определенному алгоритму.The device contains a primary and secondary DC power sources, two switches and an automatic control unit that provides the connection of power sources to the electromagnetic mechanism according to a certain algorithm.
Недостатками этих способа и устройства является то, что это устройство обеспечивает управление только одним электромагнитным механизмом и для управления группой электромагнитных механизмов необходимо иметь группу устройств управления, кроме того, эти способ и устройство не обеспечивают формирование информации о состоянии электромагнитного механизма (включен-выключен-неисправен), дистанционный прием управляющей информации и дистанционную передачу информации о состоянии электромагнитного механизма по линии связи с минимальным количеством проводников, не зависящим от числа электромагнитных механизмов.The disadvantages of this method and device is that this device provides control of only one electromagnetic mechanism and to control a group of electromagnetic mechanisms it is necessary to have a group of control devices, in addition, these method and device do not provide information about the state of the electromagnetic mechanism (on-off-faulty ), remote reception of control information and remote transmission of information about the state of the electromagnetic mechanism via a communication line with a minimum of honors conductors, not depending on the number of electromagnetic mechanisms.
Известны также способ управления электромагнитным механизмом и устройство для его реализации, обеспечивающие возможность управления несколькими электромагнитными механизмами, в которых также для снижения потребляемой мощности используются основной источник напряжения постоянного тока, работающий в режиме удержания электромагнита во включенном состоянии, и дополнительные источники напряжения постоянного тока по числу электромагнитных механизмов с выходными напряжениями, большими, чем у основного источника, используемые для включения электромагнитов в работу [2]. В этом способе для включения в работу на каждый электромагнитный механизм сначала подают напряжение от двух источников напряжения постоянного тока - от общего основного и своего дополнительного, а после выдержки времени, достаточной для включения электромагнита в работу, прекращают подачу напряжения от дополнительного источника постоянного тока и удерживают электромагнит в рабочем состоянии подачей на него напряжения только от основного источника напряжения постоянного тока, для вывода электромагнитного механизма из работы прекращают подачу на него напряжения от основного источника постоянного тока.There is also known a method of controlling an electromagnetic mechanism and a device for its implementation, providing the ability to control several electromagnetic mechanisms, which also use the main DC voltage source operating in the mode of holding the electromagnet in the on state and additional DC voltage sources by the number to reduce power consumption electromagnetic mechanisms with output voltages greater than that of the main source, used to include eniya electromagnets work in [2]. In this method, to turn on the operation, each electromagnetic mechanism is first supplied with voltage from two DC voltage sources - from the common main and its additional, and after a sufficient time delay for turning on the electromagnet in operation, the voltage from the additional DC source is stopped and held the electromagnet is in working condition by applying voltage to it only from the main DC voltage source, to stop the electromagnetic mechanism from working by feeding it from the main voltage source VDC.
Устройство содержит основной источник напряжения постоянного тока и на каждый электромагнит - дополнительный источник напряжения постоянного тока и два коммутатора.The device contains a main DC voltage source and for each electromagnet an additional DC voltage source and two switches.
Недостатком этих способа и устройства является большое количество дополнительных источников постоянного тока при управлении большим количеством электромагнитных механизмов, кроме того, они не обеспечивают формирование информации о состоянии электромагнитного механизма (включен-выключен-неисправен), дистанционный прием управляющей информации и дистанционную передачу информации о состоянии электромагнитного механизма по линии связи с минимальным количеством проводников, не зависящим от числа электромагнитных механизмов.The disadvantage of this method and device is the large number of additional direct current sources when controlling a large number of electromagnetic mechanisms, in addition, they do not provide the formation of information about the state of the electromagnetic mechanism (on-off-faulty), remote reception of control information and remote transmission of information about the state of the electromagnetic mechanism through a communication line with a minimum number of conductors, independent of the number of electromagnetic mechanisms.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату являются способ управления электромагнитными механизмами и устройство для его реализации [3] с одним основным и одним дополнительным источниками напряжения постоянного тока.The closest in technical essence and the achieved result are a method of controlling electromagnetic mechanisms and a device for its implementation [3] with one main and one additional DC voltage sources.
В этом способе на включаемый в работу электромагнитный механизм при поступлении управляющего сигнала его включения сначала подают напряжение от двух источников напряжения постоянного тока - от основного и дополнительного, а после выдержки времени, достаточной для включения электромагнита в работу, прекращают подачу напряжения от дополнительного источника напряжения постоянного тока и удерживают электромагнит в рабочем состоянии путем подачи напряжения только от основного источника напряжения постоянного тока, для вывода электромагнитного механизма из работы прекращают подачу напряжения от основного источника напряжения постоянного тока.In this method, the electromagnetic mechanism that is included in the operation when the control signal is turned on, is first supplied with voltage from two DC voltage sources - from the main and additional, and after a sufficient time for the electromagnet to turn on, the voltage from the additional DC voltage source is stopped current and keep the electromagnet in working condition by supplying voltage only from the main DC voltage source, to output the electron netic mechanism of operation stopping supplying voltage from the main source of DC voltage.
Устройство содержит основной источник напряжения постоянного тока, дополнительный источник напряжения постоянного тока, состоящий из зарядного устройства и накопительного конденсатора, и, по количеству электромагнитных механизмов, - блоки управления, каждый из которых включает в себя два управляемых ключа со своими узлами управления и таймер. Командные сигналы поступают на узлы управления каждого электромагнита по своему проводнику, причем на узел управления второго ключа - через таймер. Между источниками напряжения и обмоткой управляемого электромагнитного механизма включены разделительные диоды. Таймер задает время включения электромагнитного механизма.The device contains a main DC voltage source, an additional DC voltage source, consisting of a charger and a storage capacitor, and, by the number of electromagnetic mechanisms, control units, each of which includes two controlled keys with its own control units and a timer. Command signals are sent to the control nodes of each electromagnet through their conductor, and to the control node of the second key through a timer. Separation diodes are connected between voltage sources and the winding of the controlled electromagnetic mechanism. The timer sets the time to turn on the electromagnetic mechanism.
Недостатками этих способа и устройства являются то, что они не обеспечивают формирование информации о состоянии электромагнитного механизма (включен-выключен-неисправен), дистанционный прием управляющей информации и дистанционную передачу информации о состоянии электромагнитного механизма по линии связи с минимальным количеством проводников, не зависящим от числа электромагнитных механизмов. Это особенно существенно при использовании таких способа и устройства для управления электромагнитными механизмами запорных клапанов в системах доставки контролируемых сред в измерительные камеры радиометрических и гамма-спектрометрических анализаторов. В таких системах количество клапанов достаточно большое, информация о состоянии клапанов (открыт, закрыт, неисправен) необходима, а устройства управления клапанами, формирующие напряжения постоянного тока включения и удержания во включенном состоянии электромагнитных механизмов клапанов, достаточно удалены от компьютера, управляющего работой клапанов и по командам которого формируются сигналы управления клапанами.The disadvantages of this method and device are that they do not provide information about the state of the electromagnetic mechanism (on-off-faulty), remote reception of control information and remote transmission of information about the state of the electromagnetic mechanism via a communication line with a minimum number of conductors, regardless of the number electromagnetic mechanisms. This is especially significant when using such a method and device for controlling the electromagnetic mechanisms of shut-off valves in systems for delivering controlled media to the measuring chambers of radiometric and gamma-spectrometric analyzers. In such systems, the number of valves is large enough, information about the state of the valves (open, closed, faulty) is necessary, and valve control devices that generate DC voltage to turn on and hold the electromagnetic valve mechanisms in the on state are sufficiently far from the computer that controls the valves and whose commands valve control signals are generated.
Задача, на решение которой направлены изобретения, - создание способа дистанционного управления электромагнитными механизмами, преимущественно запорными клапанами, и устройства для его реализации для применения в автоматизированных системах доставки контролируемых сред в измерительные камеры радиометрических и гамма-спектрометрических анализаторов, обеспечивающих прием управляющей информации, управление клапанами, формирование информации о состоянии клапанов и передачу информации о состоянии клапанов.The problem to which the invention is directed is the creation of a method for remote control of electromagnetic mechanisms, mainly shut-off valves, and a device for its implementation for use in automated systems for the delivery of controlled media to the measuring chambers of radiometric and gamma-spectrometric analyzers that provide reception of control information, valve control , the formation of information about the state of the valves and the transmission of information about the state of the valves.
Технический результат, достигаемый изобретениями, - обеспечение управления группой электромагнитных механизмов, преимущественно запорных клапанов, формирование информации о состоянии каждого запорного клапана (открыт-закрыт-неисправен), дистанционный прием управляющей информации и дистанционная передача информации о состоянии клапанов по линии связи с минимальным количеством проводников, независящим от числа клапанов.The technical result achieved by the inventions is the provision of control of a group of electromagnetic mechanisms, mainly shut-off valves, the formation of information about the status of each shut-off valve (open-closed-faulty), the remote reception of control information and the remote transmission of information about the state of the valves via a communication line with a minimum number of conductors independent of the number of valves.
Технический результат достигается тем, что в способе управления группой электромагнитных механизмов, преимущественно запорных клапанов, включающем подачу на электромагнитные механизмы напряжений от основного и дополнительного источников напряжения постоянного тока при поступлении сигналов управления открытия клапанов, прекращение подачи напряжения на электромагнитные механизмы от дополнительного источника напряжения постоянного тока после выдержки времени, достаточной для открывания клапанов, удержание клапана в открытом состоянии путем подачи на электромагнитные механизмы напряжения только от основного источника напряжения постоянного тока, прекращение подачи на электромагнитные механизмы напряжения от основного источника напряжения постоянного тока при поступлении сигнала управления закрытия клапанов, формируют сигналы управления клапанами в виде последовательного кода, поступающие по технологической информационной сети. Формируют сигналы наличия тока в цепях подачи напряжения на электромагнитные механизмы от дополнительного источника напряжения постоянного тока и сигналы наличия напряжения в цепях подачи напряжения на электромагнитные механизмы от основного источника напряжения постоянного тока. При превышении заданного значения тока в цепях основного и дополнительного источников напряжения постоянного тока основной и дополнительный источники напряжения постоянного тока переводят из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока. По сигналам наличия тока в цепях подачи напряжения на электромагнитные механизмы от дополнительного источника напряжения постоянного тока и наличия напряжения в цепях подачи напряжения на электромагнитные механизмы от основного источника напряжения постоянного тока формируют информационные сигналы о состоянии электромагнитных механизмов клапанов в виде сигналов последовательного кода для передачи по технологической информационной сети. В передаваемой информации контролируют появление тока в цепях дополнительного, появление напряжения в цепях основного источников напряжения постоянного тока, совпадение во времени и продолжительность совпадения во времени появления тока в цепях дополнительного и появления напряжения в цепях основного источников напряжения постоянного тока, по которым определяют состояние клапана: открыт, закрыт, неисправен и причину неисправности.The technical result is achieved by the fact that in the method of controlling a group of electromagnetic mechanisms, mainly shut-off valves, which includes applying voltage to the electromagnetic mechanisms from the main and additional DC voltage sources upon receipt of control signals for opening the valves, stopping the voltage supply to electromagnetic mechanisms from an additional DC voltage source after holding a time sufficient to open the valves, keeping the valve open yanii by applying voltage to the electromagnetic mechanisms only on the primary source of DC voltage, the termination voltage supply to the solenoid mechanisms of the main DC voltage source admission valve closing control signal is formed in valve control signals as a serial code received via an information network technology. Generate signals for the presence of current in the voltage supply circuits to the electromagnetic mechanisms from an additional DC voltage source and signals for the presence of voltage in the voltage supply circuits for the electromagnetic mechanisms from the main DC voltage source. If the specified current value is exceeded in the circuits of the main and additional DC voltage sources, the main and additional DC voltage sources are transferred from the voltage stabilization mode to the current stabilization mode. The signals of the presence of current in the voltage supply circuits to the electromagnetic mechanisms from an additional DC voltage source and the presence of voltage in the voltage supply circuits to the electromagnetic mechanisms from the main DC voltage source generate information signals about the state of the valve electromagnetic mechanisms in the form of serial code signals for transmission through the process information network. In the transmitted information, the appearance of current in the additional circuits, the appearance of voltage in the main DC voltage source circuits, the coincidence in time and the duration of the coincidence in time of the appearance of current in the additional circuits and the appearance of voltage in the main DC voltage circuits are controlled, which determine the valve status: open, closed, faulty and the cause of the malfunction.
Технический результат в устройстве достигается тем, что в устройство для управления группой электромагнитных механизмов, преимущественно запорных клапанов, содержащее основной и дополнительный источники напряжения постоянного тока, таймер и на каждый электромагнитный механизм - два управляемых ключа со своими узлами управления и два разделительных диода, в котором основной и дополнительный источники напряжения постоянного тока соединены с входами соответствующих управляемых ключей, управляющие входы которых соединены с узлами управления, выходы управляемых ключей основного источника напряжения постоянного тока соединены через разделительные диоды с электромагнитными механизмами, дополнительно введены модуль удаленного ввода-вывода и на каждый электромагнитный механизм - один резистор, два формирователя сигналов включения электромагнитного механизма клапана, одна логическая схема "ИЛИ-НЕ", три логические схемы "И" и один RS-триггер. Катоды первых и вторых разделительных диодов соединены между собой и с первыми выводами электромагнитных механизмов, а аноды первых разделительных диодов соединены с первыми входами первых формирователей сигналов включения электромагнитных механизмов. Аноды вторых разделительных диодов соединены с первыми выводами резисторов и с первыми входами вторых формирователей сигналов включения электромагнитных механизмов; вторыми выводами резисторы соединены со вторыми входами вторых формирователей сигналов включения электромагнитных механизмов и через вторые управляемые ключи - с дополнительным источником напряжения постоянного тока. Вторые входы первых формирователей сигналов включения электромагнитных механизмов соединены со вторыми выводами электромагнитных механизмов, соединенными со вторыми выводами основного и дополнительного источников напряжения постоянного тока. Управляющие входы первых узлов управления соединены с управляющими выходами модуля удаленного ввода-вывода, а управляющие входы вторых узлов управления соединены с выходами первых логических схем "И". Первые входы первых логических схем "И" соединены с управляющими выходами модуля удаленного ввода-вывода, а вторые - с выходом таймера, вход таймера соединен с выходом модуля удаленного ввода-вывода. Выходы первых формирователей сигналов включения электромагнитных механизмов соединены с входами "R" RS-триггеров и с первыми входами логических схем "ИЛИ-НЕ". Выходы вторых формирователей сигналов включения электромагнитных механизмов соединены с первыми входами вторых и третьих логических схем "И" и со вторыми входами логических схем "ИЛИ-НЕ", выходы которых соединены с входами "S" RS-триггеров. Вторые входы вторых и третьих логических схем "И" соединены соответственно с прямыми и инверсными выходами RS-триггеров. Выходы вторых и третьих логических схем "И", на которых формируются сигналы, несущие информацию о состоянии клапанов, соединены с входами модуля удаленного ввода-вывода. Модуль удаленного ввода-вывода имеет выводы порта последовательного ввода-вывода для подключения к технологической информационной сети, обеспечивающего прием и передачу информации по последовательной линии связи.The technical result in the device is achieved by the fact that in the device for controlling a group of electromagnetic mechanisms, mainly shut-off valves, containing the main and additional DC voltage sources, a timer and for each electromagnetic mechanism - two controlled keys with their control units and two diode separators, in which the main and additional DC voltage sources are connected to the inputs of the corresponding controlled keys, the control inputs of which are connected to the control nodes the phenomena, the outputs of the controlled keys of the main DC voltage source are connected through dividing diodes to electromagnetic mechanisms, an additional remote I / O module is introduced, and for each electromagnetic mechanism - one resistor, two signal shapers for switching on the electromagnetic valve mechanism, one OR-NOT logic circuit , three logic circuits "And" and one RS-trigger. The cathodes of the first and second separation diodes are connected to each other and to the first terminals of the electromagnetic mechanisms, and the anodes of the first separation diodes are connected to the first inputs of the first drivers of the switching signals of the electromagnetic mechanisms. The anodes of the second dividing diodes are connected to the first terminals of the resistors and to the first inputs of the second shapers of the switching signals of the electromagnetic mechanisms; the second conclusions of the resistors are connected to the second inputs of the second shapers of the signals of inclusion of electromagnetic mechanisms and through the second controlled keys with an additional source of DC voltage. The second inputs of the first drivers of the signals for switching on the electromagnetic mechanisms are connected to the second terminals of the electromagnetic mechanisms connected to the second terminals of the main and additional DC voltage sources. The control inputs of the first control nodes are connected to the control outputs of the remote I / O module, and the control inputs of the second control nodes are connected to the outputs of the first AND logic circuits. The first inputs of the first AND logic circuits are connected to the control outputs of the remote I / O module, and the second to the output of the timer, the timer input is connected to the output of the remote I / O module. The outputs of the first shapers of the switching signals of electromagnetic mechanisms are connected to the inputs of the "R" RS-flip-flops and to the first inputs of the logic circuits "OR-NOT". The outputs of the second shapers of the switching signals of the electromagnetic mechanisms are connected to the first inputs of the second and third logic circuits “AND” and to the second inputs of the logic circuits “OR NOT”, the outputs of which are connected to the inputs “S” of the RS-flip-flops. The second inputs of the second and third logic circuits “And” are connected respectively with direct and inverse outputs of RS-flip-flops. The outputs of the second and third logic circuits “I”, on which signals are generated that carry information about the state of the valves, are connected to the inputs of the remote I / O module. The remote I / O module has serial port I / O pins for connecting to a technological information network that provides reception and transmission of information over a serial communication line.
В качестве модуля удаленного ввода-вывода может использоваться микроконтроллер, обеспечивающий не только прием управляющей информации из информационной технологической сети, преобразование ее в сигналы управления открытием и закрытием клапанов, а также подготовку информации о состоянии клапанов к передаче в информационную технологическую сеть, но и формирование алгоритма управления клапанами, обработку информации о состоянии клапанов с формированием конечной информации о состоянии каждого клапана: "открыт", "закрыт", "в цепи электромагнитного механизма - короткое замыкание", "в цепи электромагнитного механизма - обрыв".A microcontroller can be used as a remote I / O module, providing not only the reception of control information from the information technology network, its conversion into control signals for opening and closing valves, as well as the preparation of information about the state of the valves for transmission to the information technology network, but also the formation of an algorithm valve control, processing information about the state of the valves with the formation of the final information about the state of each valve: "open", "closed", "in the electric circuit agnitnogo mechanism - short circuit "," in the electromagnetic mechanism circuit - break ".
На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего заявляемые способ и устройство управления группой электромагнитных механизмов, преимущественно запорных клапанов.The drawing shows a structural diagram of a device that implements the inventive method and device for controlling a group of electromagnetic mechanisms, mainly shut-off valves.
Устройство управления группой электромагнитных механизмов, преимущественно запорных клапанов, состоит из основного 1 и дополнительного 2 источников напряжения постоянного тока, модуля удаленного ввода-вывода 18 и таймера 22. В устройство по числу электромагнитных механизмов включены: первые 3.1-3.N и вторые 4.1-4.N управляемые ключи, первые 5.1-5.N и вторые 6.1-6.N узлы управления, первые 7.1-7.N логические схемы "И", резисторы 8.1-8.N, первые 9.1-9.N и вторые 10.1-10.N разделительные диоды, электромагнитные механизмы 11.1-11.N, вторые 12.1-12.N и первые 13.1-13.N формирователи сигналов включения электромагнитных механизмов, логические схемы "ИЛИ-НЕ" 14.1-14.N, RS-триггеры 15.1-15.N, вторые 16.1-16.N и третьи 17.1-17.N логические схемы "И". Катоды первых 9.1-9.N и вторых 10.1-10.N разделительных диодов соединены между собой и с первыми выводами электромагнитных механизмов 11.1-11.N. Аноды первых 9.1-9.N диодов соединены с первыми входами первых 13.1-13.N формирователей сигналов включения электромагнитных механизмов и через первые 3.1-3.N управляемые ключи соединены с основным источником напряжения постоянного тока 1. Аноды вторых 10.1-10.N разделительных диодов соединены с первыми выводами резисторов 8.1-8.N и с первыми входами вторых 12.1-12.N формирователей сигналов включения электромагнитных механизмов. Вторыми выводами резисторы 8.1-8.N соединены с вторыми входами вторых 12.1-12.N формирователей сигналов включения электромагнитных механизмов и через вторые 4.1-4.N управляемые ключи соединены с дополнительным 2 источником напряжения постоянного тока. Вторые входы первых 13.1-13.N формирователей сигналов включения электромагнитов соединены со вторыми выводами электромагнитных механизмов 11.1-11.N, которые соединены также со вторыми выводами основного 1 и дополнительного 2 источников напряжения постоянного тока. Управляющие входы первых 5.1-5.N узлов управления соединены с управляющими выходами 19.1-19.N модуля 18 удаленного ввода-вывода, а управляющие входы вторых 6.1-6.N узлов управления соединены с выходами первых 7.1-7.N логических схем "И". Первые входы первых 7.1-7.N логических схем "И" соединены с управляющими выходами 19.1-19.N модуля 18 удаленного ввода-вывода, а вторые входы - с выходом таймера 22. Вход таймера 22 соединен с выходом управления 25 модуля удаленного ввода-вывода 18. Выходы первых 5.1-5.N и вторых 6.1-6.N узлов управления соединены с входами первых 3.1-3.N и вторых 4.1-4.N управляемых ключей соответственно. Выходы первых 13.1-13.N формирователей сигналов включения электромагнитных механизмов соединены с входами "R" RS-триггеров 15.1-15.N и с первыми входами логических схем "ИЛИ-НЕ" 14.1-14.N. Выходы вторых 12.1-12.N формирователей сигналов включения электромагнитных механизмов соединены с первыми входами вторых 16.1-16.N и третьих 17.1-17.N логических схем "И" и с вторыми входами логических схем "ИЛИ-НЕ" 14.1-14.N, выходы которых соединены с входами "S" RS-триггеров 15.1-15.N. Прямые выходы RS-триггеров 15.1-.15.N соединены со вторыми входами вторых 16.1-16.N логических схем "И", а инверсные выходы соединены со вторыми входами третьих 17.1-17.N логических схем "И". Выходы вторых 16.1-16.N и третьих 17.1-17.N логических схем "И", несущие информацию о состоянии электромагнитных механизмов клапанов, соединены соответственно с входами 20.1-20.N и 21.1-21.N модуля 18 удаленного ввода-вывода. Модуль 18 удаленного ввода-вывода имеет выводы 23, 24 последовательного порта ввода-вывода, обеспечивающего дистанционные прием и передачу информации в виде сигналов последовательного кода.The control device for a group of electromagnetic mechanisms, mainly shut-off valves, consists of a main 1 and 2 additional DC voltage sources, a remote input-output module 18 and a timer 22. The device includes the first 3.1-3.N and the second 4.1- according to the number of electromagnetic mechanisms 4.N controlled keys, the first 5.1-5.N and second 6.1-6.N control nodes, the first 7.1-7.N logic circuits "And", resistors 8.1-8.N, the first 9.1-9.N and the second 10.1 -10.N isolation diodes, electromagnetic mechanisms 11.1-11.N, second 12.1-12.N and first 13.1-13.N shapers catch the solenoid mechanisms logic "NOR" 14.1-14.N, RS-triggers 15.1-15.N, second and third 16.1-16.N 17.1-17.N logic "AND". The cathodes of the first 9.1-9.N and second 10.1-10.N isolation diodes are connected to each other and to the first terminals of the electromagnetic mechanisms 11.1-11.N. The anodes of the first 9.1-9.N diodes are connected to the first inputs of the first 13.1-13.N shapers of the switching signals of electromagnetic mechanisms and through the first 3.1-3.N controlled keys are connected to the main DC voltage source 1. Anodes of the second 10.1-10.N dividing diodes are connected to the first outputs of the resistors 8.1-8.N and to the first inputs of the second 12.1-12.N shapers of the inclusion signals of electromagnetic mechanisms. The second leads resistors 8.1-8.N are connected to the second inputs of the second 12.1-12.N shapers of the inclusion signals of electromagnetic mechanisms and through the second 4.1-4.N controlled keys are connected to an additional 2 DC voltage source. The second inputs of the first 13.1-13.N shapers of the electromagnet enable signals are connected to the second terminals of the electromagnetic mechanisms 11.1-11.N, which are also connected to the second terminals of the main 1 and additional 2 DC voltage sources. The control inputs of the first 5.1-5.N control nodes are connected to the control outputs 19.1-19.N of the remote I / O module 18, and the control inputs of the second 6.1-6.N control nodes are connected to the outputs of the first AND " The first inputs of the first 7.1-7.N logic circuits “And” are connected to the control outputs 19.1-19.N of the remote I / O module 18, and the second inputs to the output of the timer 22. The input of the timer 22 is connected to the control output 25 of the remote input-output module output 18. The outputs of the first 5.1-5.N and second 6.1-6.N control nodes are connected to the inputs of the first 3.1-3.N and second 4.1-4.N controlled keys, respectively. The outputs of the first 13.1-13.N shapers of the switching signals of electromagnetic mechanisms are connected to the inputs of the "R" RS-flip-flops 15.1-15.N and to the first inputs of the logic circuits "OR NOT" 14.1-14.N. The outputs of the second drivers 12.1-12.N of the switching signals of electromagnetic mechanisms are connected to the first inputs of the second 16.1-16.N and third 17.1-17.N of the logic circuits "AND" and to the second inputs of the logic circuits "OR NOT" 14.1-14.N the outputs of which are connected to the inputs of the "S" RS-flip-flops 15.1-15.N. The direct outputs of RS triggers 15.1-.15.N are connected to the second inputs of the second 16.1-16.N logic circuits “And”, and the inverse outputs are connected to the second inputs of the third 17.1-17.N logic circuits “And”. The outputs of the second 16.1-16.N and third 17.1-17.N of the logic circuits “I”, which carry information about the state of the electromagnetic mechanisms of the valves, are connected respectively to the inputs 20.1-20.N and 21.1-21.N of the remote I / O module 18. The remote I / O module 18 has conclusions 23, 24 of the serial input-output port, which provides remote reception and transmission of information in the form of serial code signals.
Способ управления электромагнитными механизмами, преимущественно запорными клапанами, осуществляется следующим способом.The method of controlling electromagnetic mechanisms, mainly shut-off valves, is carried out in the following way.
Основной источник 1 напряжения постоянного тока формирует стабилизированное напряжение постоянного тока U1 удержания электромагнитного механизма клапана во включенном состоянии, гарантирующее удержание клапана в открытом состоянии. Дополнительный источник 2 напряжения постоянного тока формирует стабилизированное напряжение постоянного тока U2, обеспечивающее включение электромагнитного механизма, гарантирующее переключение клапана из закрытого в открытое состояние. При превышении токов в цепях электромагнитных механизмов заданного значения источники 1 и 2 автоматически переводят из режима стабилизации напряжения на режим стабилизации тока. Первые ключи 3.1-3.N, управляемые от модуля 18 удаленного ввода-вывода через узлы управления 5.1-5.N, обеспечивают подачу на электромагнитные механизмы 11.1-11.N напряжений U1 через разделительные диоды 9.1-9N. Вторые ключи 4.1-4.N, управляемые от модуля 18 удаленного ввода-вывода и таймера 22 через схемы "И" 7.1-7.N и узлы управления 6.1-6.N, обеспечивают подачу на электромагнитные механизмы 11.1-11.N напряжений U2 через разделительные диоды 10.1-10.N и резисторы 8.1-8.N.The main source of direct current voltage 1 generates a stabilized direct current voltage U1 to keep the electromagnetic mechanism of the valve in the on state, which ensures that the valve is kept open. An additional source of DC voltage 2 generates a stabilized DC voltage U2, which enables the inclusion of an electromagnetic mechanism that ensures switching of the valve from closed to open. When the currents in the chains of electromagnetic mechanisms of the set value are exceeded, sources 1 and 2 are automatically transferred from the voltage stabilization mode to the current stabilization mode. The first keys 3.1-3.N, controlled from the remote I / O module 18 through the control nodes 5.1-5.N, provide voltage U1 to the electromagnetic mechanisms 11.1-11.N through the diodes 9.1-9N. The second keys 4.1-4.N, controlled from the remote I / O module 18 and the timer 22 through the "And" circuits 7.1-7.N and the control units 6.1-6.N, provide voltage U2 to the electromagnetic mechanisms 11.1-11.N through isolation diodes 10.1-10.N and resistors 8.1-8.N.
Формирователи 12.1-12.N формируют выходные сигналы при появлении токов в цепях электромагнитных механизмов 11.1-11.N от напряжения U2 источника 2, так как на их входы, при открытых ключах 4.1-4.N, поступают падения напряжения от этих токов на резисторах 8.1-8.N. Формирователи 13.1-13.N формируют выходные сигналы при появлении напряжения U1 в цепях электромагнитных механизмов 11.1-11.N от источника 1, так как на их входы, при открытых ключах 3.1-3.N, поступает выходное напряжение источника 1. На выходах формирователей 12.1-12.N формируются сигналы высокого уровня "1" об отсутствии тока в цепях при закрытых ключах 4.1-4.N или при обрывах в электрических цепях электромагнитных механизмов 11.1-11.N. При наличии тока в цепях электромагнитных механизмов 11.1-11.N от источника 2, что возможно при открытых ключах 4.1-4.N и отсутствии обрывов в электрических цепях электромагнитных механизмов клапанов 11.1-11.N, на выходах формирователей 12.1-12.N формируются сигналы низкого уровня "0".Shapers 12.1-12.N generate output signals when currents appear in the chains of electromagnetic mechanisms 11.1-11.N from voltage U2 of source 2, since voltage drops from these currents on resistors come to their inputs, with open switches 4.1-4.N 8.1-8.N. Shapers 13.1-13.N generate output signals when voltage U1 appears in the chains of electromagnetic mechanisms 11.1-11.N from source 1, since their inputs, with open keys 3.1-3.N, receive the output voltage of source 1. At the outputs of the shapers 12.1-12.N high-level signals "1" are formed about the absence of current in the circuits with closed keys 4.1-4.N or with open circuits in the electrical circuits of electromagnetic mechanisms 11.1-11.N. In the presence of current in the chains of electromagnetic mechanisms 11.1-11.N from source 2, which is possible with open keys 4.1-4.N and the absence of breaks in the electrical circuits of the electromagnetic mechanisms of valves 11.1-11.N, at the outputs of the formers 12.1-12.N are formed low level signals "0".
Формирователи 13.1-13.N формируют выходные сигналы высокого уровня "1" при отсутствии на их входах напряжения U1 от источника 1, т.е. при закрытых ключах 3.1-3.N, и низкого уровня "0" - при появлении на их входах напряжения U1 при открытых ключах 3.1-3.N.Shapers 13.1-13.N generate high-level output signals "1" in the absence of voltage U1 from source 1 at their inputs, i.e. with private keys 3.1-3.N, and low level "0" - when voltage U1 appears at their inputs with public keys 3.1-3.N.
На выходах логических схем "ИЛИ-НЕ" 14.1-14.N формируются сигналы высокого уровня "1" только при поступлении на оба их входа сигналов низкого уровня "0", т.е. при совпадении во времени сигналов о наличии напряжения U1 тока от напряжения U2 в электрических цепях электромагнитных механизмов 11.1-11.N. Во всех остальных случаях на выходах схем 14.1-14.N формируются сигналы низкого уровня "0".The outputs of the logic circuits "OR NOT" 14.1-14.N generate high-level signals "1" only when both of their inputs receive low-level signals "0", i.e. with the coincidence in time of signals about the presence of voltage U1 of the current from voltage U2 in the electrical circuits of electromagnetic mechanisms 11.1-11.N. In all other cases, low-level signals “0” are generated at the outputs of circuits 14.1-14.N.
На выходах логических схем "И" 16.1-16.N и 17.1-17.N формируются сигналы высокого уровня "1" только при поступлении на оба ее входа сигналов высокого уровня "1", во всех остальных случаях на ее выходах формируется сигнал низкого уровня "0".At the outputs of the logic circuits “I” 16.1-16.N and 17.1-17.N, high-level signals “1” are generated only when high-level signals “1” are received at both its inputs, in all other cases a low-level signal is generated at its outputs "0".
Триггеры 15.1-15.N изменяют свое состояние только при изменении на одном из их входов сигнала низкого уровня "0" на сигнал высокого уровня "1". При этом на выходах триггеров 15.1-15.N сигналы изменятся на обратные: там, где был сигнал "0", будет сигнал "1", а там, где был сигнал "1", будет сигнал "0".Triggers 15.1-15.N change their state only when a low level signal “0” changes to a high level signal “1” at one of their inputs. At the same time, at the outputs of triggers 15.1-15.N, the signals will be reversed: where there was a signal "0", there will be a signal "1", and where there was a signal "1", there will be a signal "0".
Модуль 18 принимает через выводы 23, 24 порта последовательного ввода-вывода управляющую информацию, передаваемую в виде сигналов последовательного кода для интерфейса RS-485, например, по двухпроводному электрическому кабелю информационной технологической сети. Принятая информация преобразуется в модуле 18 в сигналы управления электромагнитными механизмами клапанов, которые формируются на его выходах 19.1-19.N и на выходе 25 управления таймером 22. Информационные сигналы о состоянии клапанов, формируемые на выходах логических схем 16.1-16.N и 17.1-17.N, поступают на входы 20.1-20.N и 21.1-21.N модуля 18 и преобразуются в модуле 18 в сигналы последовательного кода для передачи через выводы 23, 24 по тому же кабелю информационной технологической сети.The module 18 receives control information transmitted through the conclusions 23, 24 of the serial I / O port, transmitted in the form of serial code signals for the RS-485 interface, for example, via a two-wire electric cable of the information technology network. The received information is converted in module 18 into control signals of the electromagnetic mechanisms of the valves, which are generated at its outputs 19.1-19.N and at the output 25 of the timer control 22. Information signals on the state of the valves generated at the outputs of the logic circuits 16.1-16.N and 17.1- 17.N arrive at the inputs 20.1-20.N and 21.1-21.N of module 18 and are converted in module 18 into serial code signals for transmission through terminals 23, 24 over the same cable of the information technology network.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При отсутствии в информационной технологической сети управляющей информации, адресованной модулю 18, на его выводах 23, 24 порта последовательного ввода-вывода отсутствуют сигналы последовательного кода, инициирующие управление электромагнитными механизмами клапанов. На управляющих выходах 25 и 19.1-19.N модуля 18 не формируются сигналы управления таймером 22 и узлами управления 5.1-5.N. При этом на выходах логических схем 7.1-7.N также отсутствуют сигналы управления узлами 6.1-6.N. Ключи 3.1-3.N и 4.1-4.N при этом закрыты, а напряжения U1 и U2 от источников 1 и 2 не поступают на электромагнитные механизмы клапанов 11.1-11.N. При этом электромагнитные механизмы клапанов 11.1-11.N находятся в выключенном состоянии под действием блокировочных механизмов, например пружин, а клапаны находятся, соответственно, в закрытом состоянии. На выходах формирователей 12.1-12.N, 13.1-13.N формируются сигналы высокого уровня "1". При этом на выходах схем 14.1-14.N формируются сигналы низкого уровня "0". На выходах триггеров 15.1-15.N формируются сигналы: на прямых выходах - низкого уровня "0", а на инверсных - высокого уровня "1", так как на их входы "R" поступил сигнал высокого уровня "1" с выходов формирователей 13.1-13.N. На выходах схем 16.1-16.N формируются сигналы низкого уровня "0", так как на вторые их входы поступают сигналы низкого уровня "0" с прямых выходов RS-триггеров 15.1-15.N. На выходах схем 17.1-17.N формируются сигналы высокого уровня "1", так как на оба их входа поступают сигналы высокого уровня "1" с выходов формирователей 12.1-12.N и инверсных выходов триггеров 15.1-15.N. Таким образом, на входы 20.1-20.N и 21.1-21.N модуля 18 при закрытых клапанах поступят сигналы "0" и "1" соответственно. Эти сигналы преобразуются в модуле 18 в сигналы последовательного кода, формируемые на его выводах 23, 24, для дистанционной передачи информации в информационную технологическую сеть. Контролируя эту информацию, можно судить о закрытом состоянии каждого клапана.If there is no control information in the information technology network addressed to module 18, there are no serial code signals at its terminals 23, 24 of the serial input-output port initiating control of the electromagnetic valve mechanisms. The control outputs 25 and 19.1-19.N of module 18 do not generate control signals for the timer 22 and control nodes 5.1-5.N. Moreover, at the outputs of logic circuits 7.1-7.N, there are also no control signals for nodes 6.1-6.N. The keys 3.1-3.N and 4.1-4.N are closed, and the voltages U1 and U2 from sources 1 and 2 do not flow to the electromagnetic mechanisms of the valves 11.1-11.N. In this case, the electromagnetic mechanisms of the valves 11.1-11.N are in the off state under the action of locking mechanisms, such as springs, and the valves are, respectively, in the closed state. At the outputs of the shapers 12.1-12.N, 13.1-13.N, high-level signals "1" are formed. At the same time, low-level signals "0" are formed at the outputs of circuits 14.1-14.N. The outputs of the triggers 15.1-15.N generate signals: on the direct outputs - a low level of "0", and on the inverse - a high level of "1", since their inputs "R" received a high level signal "1" from the outputs of the drivers 13.1 -13.N. At the outputs of circuits 16.1-16.N, low level signals "0" are generated, since their second inputs receive low level signals "0" from the direct outputs of RS triggers 15.1-15.N. At the outputs of the circuits 17.1-17.N, high-level signals "1" are generated, since both of their inputs receive high-level signals "1" from the outputs of the drivers 12.1-12.N and the inverse outputs of the triggers 15.1-15.N. Thus, the inputs 20.1-20.N and 21.1-21.N of module 18 with the valves closed, will receive signals "0" and "1", respectively. These signals are converted in module 18 into serial code signals generated at its terminals 23, 24 for remote transmission of information to the information technology network. By controlling this information, one can judge the closed state of each valve.
При появлении управляющей информации в информационной технологической сети, адресованной модулю 18 и соответствующей открытию первого клапана, управляемого электромагнитным механизмом 11.1, на выводах 23, 24 порта последовательного ввода-вывода модуля 18 появляются сигналы последовательного кода, инициирующие включение электромагнитного механизма 11.1 на открытие первого клапана. При этом на управляющих выходах 19.1 и 25 модуля 18 сформируются сигналы управления таймером 22 и узлом 5.1. На выходе таймера 22 появится сигнал, который поступит на второй вход логической схемы 7.1, на первый вход которой поступил сигнал с выхода 19.1 модуля 18. На выходе схемы 7.1 появляется при этом сигнал управления узлом 6.1. На остальных выходах 19.2-19.N отсутствуют сигналы управления узлами 5.2 -5.N. При этом на выходах логических схем 7.2-7.N также отсутствуют сигналы управления узлами 6.2-6.N. Ключи 3.1 и 4.1 при этом открываются, а ключи 3.2 -3.N и 4.2-4.N остаются в закрытом состоянии. Напряжение U2 при этом поступает через открытый ключ 4.1 и разделительный диод 10.1 на электромагнитный механизм 11.1 первого клапана, а напряжение U1 через открытый ключ 3.1 и разделительный диод 9.1 также поступает на электромагнитный механизм 11.1. При этом электромагнитный механизм 11.1 включается на открытие первого клапана, а электромагнитные механизмы 11.2-11.N остаются в выключенном состоянии. На выходах формирователей 12.1 и 13.1 формируются сигналы низкого уровня "0", а на выходах формирователей 12.2-12.N, 13.2-13.N формируются сигналы высокого уровня "1". При этом на выходе схемы 14.1 формируется сигнал высокого уровня "1", a на выходах схем 14.2-14.N сохраняются сигналы низкого уровня "0". На выходах триггера 15.1 формируются сигналы: на прямом выходе - высокого уровня "1", а на инверсном - низкого уровня "0", так как на его вход "S" поступил сигнал "1". На выходах триггеров 15.2-15.N сохраняются сигналы: на прямых выходах - низкого уровня "0", а на инверсных - высокого уровня "1", так как на их входы "R" поступил сигнал "1". На выходе схемы 16.1 формируется сигнал "0", так как на ее входы поступили сигналы: "0" - с выхода формирователя 12.1 и "1" - с выхода триггера 15.1. На выходах схем 16.2 -16.N остаются также сигналы низкого уровня "0". На выходе 17.1 формируется сигнал низкого уровня, так как на его входы поступают сигналы низкого уровня "0" с выходов схемы 12.1 и инверсного выхода триггера 15.1. Таким образом, на входы 20.1 и 21.1 модуля 18 при открывании клапана поступят сигналы "0" и "0", а на входы 20.2-20.N, 21.2-21.N модуля 18 поступят сигналы "0" и "1". На выходах 23, 24 модуля 18 формируются информационные сигналы в виде последовательного кода, соответствующие открытию первого клапана. По окончании времени, заданного таймером 22, соответствующего гарантированному включению электромагнитного механизма 11.1, сигнал на выходе таймера 22 прекратится, а на выходе схемы 7.1 прекратится сигнал управления узлом 6.1 и закроется ключ 4.1. Напряжение U2 при этом перестанет поступать через разделительный диод 10.1, а напряжение U1 продолжает поступать через разделительный диод 9.1. При этом на выходе формирователя 12.1 появится сигнал "1", а на выходе схемы 16.1 изменится сигнал с "0" на "1". На выходе схемы 17.1 сигнал не изменится, так как на ее входы поступят сигналы "1" - с выхода схемы 12.1 и "0" - с инверсного выхода триггера 15.1. Таким образом, при удержании клапана в открытом состоянии на входы 20.1 и 21.1 модуля 18 поступят информационные сигналы "1" и "0" соответственно. Эти сигналы преобразуются в модуле 18 в сигналы последовательного кода, формируемые на его выводах 23, 24 в качестве дистанционно передаваемой модулем 18 информации через информационную технологическую сеть. Контролируя информацию о продолжительности формирования на входах 20.1, 21.1 модуля 18 кода "0", "0" и о появлении кода "1", "0", можно судить (при условии, что продолжительность формирования кода "0", "0" подтверждает открытие клапана) об открытом состоянии первого клапана, а при невыполнении этого условия - о закрытом состоянии клапана.When control information appears in the information technology network addressed to module 18 and corresponding to the opening of the first valve controlled by the electromagnetic mechanism 11.1, serial code signals appear on the terminals 23, 24 of the serial I / O port of module 18, initiating the inclusion of the electromagnetic mechanism 11.1 to open the first valve. At the same time, control signals of timer 22 and node 5.1 are generated at the control outputs 19.1 and 25 of module 18. At the output of timer 22, a signal appears that goes to the second input of logic 7.1, the first input of which receives a signal from output 19.1 of module 18. At the output of circuit 7.1, the control signal for node 6.1 appears. On the other outputs 19.2-19.N there are no control signals for nodes 5.2 -5.N. Moreover, at the outputs of logic circuits 7.2-7.N there are also no control signals for nodes 6.2-6.N. The keys 3.1 and 4.1 are opened, while the keys 3.2 -3.N and 4.2-4.N remain closed. The voltage U2 then flows through the public key 4.1 and the isolation diode 10.1 to the electromagnetic mechanism 11.1 of the first valve, and the voltage U1, through the public key 3.1 and the isolation diode 9.1, also enters the electromagnetic mechanism 11.1. In this case, the electromagnetic mechanism 11.1 is turned on to open the first valve, and the electromagnetic mechanisms 11.2-11.N remain in the off state. At the outputs of the formers 12.1 and 13.1, low level signals "0" are generated, and at the outputs of the formers 12.2-12.N, 13.2-13.N, high level signals "1" are generated. At the same time, a high-level signal "1" is generated at the output of the circuit 14.1, and low-level signals "0" are stored at the outputs of the circuits 14.2-14.N. At the outputs of trigger 15.1, signals are generated: at the direct output, a high level of "1", and at the inverse output, a low level of "0", since the signal "1" was received at its input "S". At the outputs of the triggers 15.2-15.N, the signals are stored: on the direct outputs - a low level of "0", and on the inverse - a high level of "1", since the signal "1" has arrived at their inputs "R". The signal "0" is generated at the output of circuit 16.1, since the signals received at its inputs are: "0" from the output of the former 12.1 and "1" from the output of trigger 15.1. The outputs of circuits 16.2 -16.N also remain low-level signals "0". At the output 17.1, a low level signal is generated, since low level signals "0" from the outputs of the circuit 12.1 and the inverse output of the trigger 15.1 are received at its inputs. Thus, the signals “0” and “0” will be sent to the inputs 20.1 and 21.1 of the module 18 when the valve is opened, and the signals “0” and “1” will be sent to the inputs 20.2-20.N, 21.2-21.N of the module 18. At the outputs 23, 24 of module 18, information signals are generated in the form of a serial code corresponding to the opening of the first valve. At the end of the time specified by the timer 22, corresponding to the guaranteed inclusion of the electromagnetic mechanism 11.1, the signal at the output of the timer 22 will stop, and at the output of the circuit 7.1, the control signal of the node 6.1 will stop and the key 4.1 will close. The voltage U2 will then cease to flow through the isolation diode 10.1, and the voltage U1 will continue to flow through the isolation diode 9.1. In this case, the signal “1” will appear at the output of the driver 12.1, and the signal from “0” to “1” will change at the output of the circuit 16.1. At the output of circuit 17.1, the signal will not change, since signals "1" will come to its inputs - from the output of circuit 12.1 and "0" - from the inverse output of trigger 15.1. Thus, while holding the valve in the open state, information signals “1” and “0”, respectively, will be received at the inputs 20.1 and 21.1 of the module 18. These signals are converted in module 18 into serial code signals generated at its terminals 23, 24 as information remotely transmitted by module 18 through an information technology network. Monitoring the information on the duration of the formation of the code “0”, “0” at the inputs 20.1, 21.1 of module 18 and the appearance of the code “1”, “0”, one can judge (provided that the duration of the formation of the code “0”, “0” confirms valve opening) about the open state of the first valve, and if this condition is not fulfilled - about the closed state of the valve.
При появлении в информационной технологической сети управляющей информации, адресованной модулю 18, соответствующей закрытию первого клапана, на выводах 23, 24 порта последовательного ввода-вывода модуля 18 появляются сигналы последовательного кода, инициирующие закрытие первого клапана, управляемого электромагнитным механизмом 11.1. При этом на управляющем выходе 19.1 модуля 18 прекращается сигнал управления узлом 5.1 и ключ 3.1 закрывается. Напряжение U1 прекращает поступать на электромагнитный механизм 11.1, и первый клапан возвращается в закрытое состояние возвратным механизмом (пружиной). На выходах формирователей 12.1, 13.1 при этом формируются сигналы высокого уровня "1", а на выходе схемы 14.1 формируется сигнал низкого уровня "0", на выходах триггера 15.1 формируются сигналы: на прямом выходе - низкого уровня "0", а на инверсном - высокого уровня "1", так как на его вход "R" поступил сигнал "1" с выхода схемы 14.1. На выходе схемы 16.1 формируется сигнал низкого уровня "0", так как на второй ее вход поступил сигнал низкого уровня "0" с прямого выхода триггера 15.1, а на выходе схемы 17.1 формируется сигнал высокого уровня "1", так как на оба ее входа поступают сигналы высокого уровня "1" с выхода формирователя 12.1 и инверсного выхода триггера 15.1. Таким образом, на входы 20.1 и 21.1 модуля 18 при закрытом клапане поступят информационные сигналы "0" и "1" соответственно. Эти сигналы преобразуются в модуле 18 в последовательный код, формируемый на его выводах 23, 24 для дистанционной передачи информации через информационную технологическую сеть. Контролируя эту информацию, можно судить о закрытом состоянии каждого клапана.When the control information appears in the information technology network that is addressed to module 18, which corresponds to closing the first valve, serial code signals appear on the terminals 23, 24 of the serial I / O port of module 18, initiating the closing of the first valve controlled by the electromagnetic mechanism 11.1. In this case, at the control output 19.1 of the module 18, the control signal of the node 5.1 is terminated and the key 3.1 is closed. The voltage U1 ceases to flow to the electromagnetic mechanism 11.1, and the first valve returns to the closed state by the return mechanism (spring). At the outputs of the shapers 12.1, 13.1, high-level signals "1" are generated, and a low-level signal "0" is generated at the output of the circuit 14.1, signals are generated at the outputs of the trigger 15.1: at the direct output, a low level "0", and at the inverse - high level "1", since its input "R" received the signal "1" from the output of circuit 14.1. At the output of circuit 16.1, a low level signal "0" is generated, since a low level signal "0" from the direct output of trigger 15.1 is received at its second input, and a high level signal "1" is generated at the output of circuit 17.1, since both its inputs high-level signals "1" are received from the output of the driver 12.1 and the inverse output of the trigger 15.1. Thus, at the inputs 20.1 and 21.1 of module 18 with the valve closed, information signals "0" and "1", respectively, will be received. These signals are converted in module 18 into a serial code generated at its terminals 23, 24 for remote transmission of information through an information technology network. By controlling this information, one can judge the closed state of each valve.
Таким образом, при отсутствии неисправностей в цепях включения электромагнитного механизма 11.1 на входы 20.1, 21.1 модуля 18 в момент переключения клапана в открытое состояние поступают информационные сигналы в виде кода "0" и "0", при удержании клапана в открытом состоянии - в виде кода "1" и "0", а при закрытом состоянии клапана - в виде кода "0" и "1".Thus, in the absence of malfunctions in the switching circuits of the electromagnetic mechanism 11.1, the inputs 20.1, 21.1 of module 18 receive information signals in the form of a code “0” and “0” when the valve is switched to the open state, while holding the valve in the open state - in the form of a code "1" and "0", and when the valve is closed, in the form of a code "0" and "1".
Аналогично устройство работает при появлении на выводах 23, 24 порта последовательного ввода-вывода модуля 18 информации об управлении другими клапанами.Similarly, the device operates when the serial I / O port of module 18 displays information about controlling other valves at the terminals 23, 24.
При появлении управляющей информации в информационной технологической сети, адресованной модулю 18, соответствующей открытию К-го клапана с электромагнитным механизмом 11.К (К=1...N), на выводах 23, 24 порта последовательного ввода-вывода модуля 18 формируются сигналы последовательного кода, инициирующие открытие этого клапана. При этом на управляющих выходах 19.К и 25 модуля 18 появятся сигналы управления, а на соответствующих входах 20.К, 21.К модуля 18 могут появиться следующие комбинации логических сигналов:When control information appears in the information technology network addressed to module 18, which corresponds to the opening of the K-th valve with the electromagnetic mechanism 11.K (K = 1 ... N), the serial signals of the serial I / O of module 18 are formed on the terminals 23, 24 of the serial I / O code initiating the opening of this valve. At the same time, control signals will appear on the control outputs 19.K and 25 of module 18, and the following combinations of logical signals may appear on the corresponding inputs 20.K, 21.K of module 18:
1) при отсутствии неисправностей (обрывов и замыканий) в электрических цепях электромагнитного механизма 11.К на выходах формирователей 12.К, 13.К формируются сигналы низкого уровня "0". При этом на выходе схемы 14.К формируется сигнал высокого уровня "1", который поступает на вход "S" триггера 15.К. На выходах триггера 15.К формируются сигналы: на прямом выходе - "1", а на инверсном - "0". На выходах схем 16.К и 17.К формируются информационные сигналы - "0", "0", так как на их входы поступают сигналы низкого уровня "0" с выхода формирователя 12.К. Таким образом, на входы 20.К и 21.К модуля 18 при включении электромагнитного механизма 11.К, т.е. при открывании К-го клапана, поступят сигналы "0" и "0". Так как при удержании электромагнитного механизма клапана во включенном состоянии достаточно действия напряжения удержания, то через промежуток времени, заданный таймером 22, обеспечивающий переключение клапана в открытое состояние, прекратится сигнал на выходе таймера 22 и, соответственно, на выходе схемы 7.К. На управляющий вход ключа 4.К перестанет поступать сигнал от узла управления 6.К. На выходе формирователя 12.К при этом появляется сигнал "1". Триггер 15.К при этом не изменит своего состояния, так как на его входы "R" и "S" поступят сигналы "0" и "0". На выходе схемы 17.К сохранится сигнал "0", а на выходе схемы 16.К появляется сигнал "1", так как на ее входы поступят сигналы: "1" - с прямого выхода триггера 15.К и "1" - с выхода формирователя 12.К. На входы 20.К, 21.К модуля 18 поступят при этом информационные сигналы "1" и "0" соответственно. Контролируя информацию, формируемую на выводах 23, 24 порта ввода-вывода модуля 18 в виде сигналов последовательного кода для передачи в информационную технологическую сеть, можно судить о продолжительности кода "0", "0 " на входах 20.К, 21.К модуля 18 до появления кода "1", "0". При этом можно определить, что при продолжительности кода "0", "0", обеспечивающей открытие К-го клапана, К-й клапан открыт, а при продолжительности кода "0", "0", не обеспечивающей открытие К-го клапана, К-й клапан закрыт;1) in the absence of malfunctions (breaks and short circuits) in the electrical circuits of the electromagnetic mechanism 11.K at the outputs of the shapers 12.K, 13.K low level signals "0" are formed. At the same time, at the output of circuit 14.K, a high level signal "1" is formed, which is fed to input "S" of trigger 15.K. The outputs of trigger 15.K generate signals: on the direct output - "1", and on the inverse - "0". At the outputs of circuits 16.K and 17.K, information signals are formed - "0", "0", since low level signals "0" from the output of the shaper 12.K are received at their inputs. Thus, at the inputs 20.K and 21.K of module 18 when the electromagnetic mechanism 11.K is turned on, i.e. when the K-th valve is opened, the signals "0" and "0" will be received. Since when the electromagnetic mechanism of the valve is held in the on state, the action of the holding voltage is sufficient, then after a period of time specified by the timer 22, which switches the valve to the open state, the signal at the output of the timer 22 and, accordingly, at the output of the circuit 7.K. The control input of the 4.K key will cease to receive a signal from the 6.K. control unit At the output of the shaper 12.K, the signal "1" appears. Trigger 15.K will not change its state, since the signals "0" and "0" will arrive at its inputs "R" and "S". At the output of circuit 17.K, the signal "0" will be saved, and at the output of circuit 16.K, signal "1" appears, since the signals will arrive at its inputs: "1" - from the direct output of trigger 15.K and "1" - with shaper output 12.K. At the inputs 20.K, 21.K module 18 will receive information signals "1" and "0", respectively. Controlling the information generated on the conclusions 23, 24 of the input-output port of module 18 in the form of serial code signals for transmission to the information technology network, we can judge the duration of the code "0", "0" at the inputs 20.K, 21.K of module 18 until the code "1", "0". In this case, it can be determined that with a code duration of "0", "0", which ensures the opening of the Kth valve, the Kth valve is open, and with a code duration of "0", "0", which does not ensure the opening of the Kth valve, Kth valve is closed;
2) при наличии неисправности в результате обрыва в цепях электромагнитного механизма 11.К клапана на выходе формирователя 12.К сигнал будет равен "1", так как на его входах при отсутствии тока в цепи электромагнита клапана сигнал будет равен нулю. На выходе формирователя 13.К сигнал будет равен "0", а так как на выходе схемы 14.К сигнал будет также равен "0", то триггер 15.К не изменит своего состояния и на его выходах будут сигналы: на прямом выходе - "0", а на инверсном - "1". На входы 20.К, 21.К модуля 18 поступят с выходов схем 16.К и 17.К (также как и при закрытом клапане) сигналы "0" и "1". Контролируя информацию, формируемую при этом на выводах 23, 24 порта последовательного ввода-вывода модуля 18 в виде сигналов последовательного кода для дистанционной передачи в информационную технологическую сеть, можно судить о наличии обрыва в цепях электромагнитного механизма 11.К клапана;2) if there is a malfunction as a result of a break in the chains of the electromagnetic mechanism 11.K of the valve at the output of the shaper 12.K, the signal will be "1", since at its inputs, if there is no current in the circuit of the valve's electromagnet, the signal will be zero. At the output of the shaper 13.K, the signal will be equal to "0", and since the output of circuit 14.K will also be equal to "0", then trigger 15.K will not change its state and there will be signals at its outputs: at the direct output - "0", and on the inverse - "1". The inputs 20.K, 21.K of module 18 will receive the signals "0" and "1" from the outputs of circuits 16.K and 17.K (as well as with the valve closed). Controlling the information generated at the conclusions 23, 24 of the serial input-output port of module 18 in the form of serial code signals for remote transmission to the information technology network, one can judge about the open circuit in the electromagnetic mechanism of the 11.K valve;
3) при наличии неисправности в результате короткого замыкания в цепях электромагнитного механизма 11.К клапана на выходе формирователя 12.К сигнал будет равен "0", так как на его входах присутствует сигнал от прохождения тока через управляемый ключ 4.К, разделительный резистор 8.К, диод 10.К и электромагнитный механизм 11.К клапана от источника 2, который при этом автоматически переключился в режим стабилизации тока. На выходе формирователя 13.К сигнал будет равен "1", так как на выходе источника 1, который при этом также автоматически переключился в режим стабилизации тока, напряжение практически равно 0, так как оно не превысит падения напряжения на открытом диоде 9.К. На выходе схемы 14.К сигнал при этом будет также равен "0", а триггер 15.К при этом сохранит состояние, которое он имел при закрытом клапане, так как на его вход "R" поступил сигнал "1" с выхода формирователя 13.К. На его выходах будут сигналы: на прямом выходе - "0", а на инверсном - "1". На входы 20.К, 21.К модуля 18 поступят с выходов схем 16.К и 17.К сигналы "0" и "0". Через промежуток времени, заданный таймером 22, прекратится сигнал на выходе схемы 7.К и на управляющий вход ключа 4.К перестанет поступать сигнал от узла управления 6.К. На выходе формирователя 12.К при этом появляется сигнал "1". Триггер 15.К при этом не изменит своего состояния, так как на его вход "R" продолжает поступать сигнал "1". При этом на выходе схемы 17.К сигнал изменится с "0" на "1", а на выходе схемы 16.К сохранится сигнал "0" и на входы 20.К, 21.К модуля 18 поступят те же сигналы, что и при закрытом клапане "0" и "1", соответственно. Контролируя информацию, формируемую при этом на выводах 23, 24 порта ввода-вывода модуля 18 в виде сигналов последовательного кода для дистанционной передачи в информационную технологическую сеть, можно определить наличие короткого замыкания в цепях электромагнитного механизма 11.К К-го клапана.3) if there is a malfunction as a result of a short circuit in the circuits of the electromagnetic mechanism 11.K of the valve at the output of the shaper 12.K, the signal will be "0", since at its inputs there is a signal from the passage of current through the controlled key 4.K, isolation resistor 8 .K, diode 10.K and the electromagnetic mechanism 11.K of the valve from source 2, which at the same time automatically switched to current stabilization mode. At the output of the shaper 13.K, the signal will be "1", since at the output of the source 1, which also automatically switches to the current stabilization mode, the voltage is almost 0, since it will not exceed the voltage drop across the open diode 9.K. At the output of circuit 14.K, the signal will also be "0", and trigger 15.K will retain the state it had when the valve was closed, since its input "R" received signal "1" from the output of the driver 13 .TO. There will be signals at its outputs: on the direct output - "0", and on the inverse - "1". The inputs 20.K, 21.K of the module 18 will receive from the outputs of the circuits 16.K and 17.K the signals "0" and "0". After a period of time set by the timer 22, the signal at the output of the circuit 7.K will stop and the control input of the key 4.K will cease to receive a signal from the control unit 6.K. At the output of the shaper 12.K, the signal "1" appears. Trigger 15.K will not change its state, since its input "R" continues to receive the signal "1". In this case, at the output of circuit 17.K, the signal will change from "0" to "1", and at the output of circuit 16.K, the signal "0" will be saved and the same signals will be received at inputs 20.K, 21.K of module 18 with the valve “0” and “1” closed, respectively. Monitoring the information generated at the conclusions 23, 24 of the input-output port of module 18 in the form of serial code signals for remote transmission to the information technology network, it is possible to determine the presence of a short circuit in the chains of the electromagnetic mechanism 11.K of the valve.
Так как запорные клапаны с электромагнитными механизмами, как правило, состоят из корпуса с двумя отверстиями и электромагнитного механизма, который состоит из плунжера с соленоидом и возвратного механизма (пружины), то практически всегда неисправности клапана связаны только либо с обрывом, либо с коротким замыканием в электрических цепях электромагнитного механизма или в линии связи с ним. Это позволяет иметь информацию о состоянии клапанов по комбинациям сигналов на соответствующих входах 20.1-20.К, 21.1-21.К модуля 18 удаленного ввода-вывода.Since shut-off valves with electromagnetic mechanisms, as a rule, consist of a housing with two holes and an electromagnetic mechanism, which consists of a plunger with a solenoid and a return mechanism (spring), it is almost always that the valve malfunctions are connected either with an open circuit or with a short circuit in electrical circuits of the electromagnetic mechanism or in communication with it. This allows you to have information about the state of the valves by signal combinations at the corresponding inputs 20.1-20.K, 21.1-21.K of the remote I / O module 18.
При наличии на выводах 23, 24 порта последовательного ввода-вывода модуля 18 сигналов последовательного кода, инициирующих открытие клапана, на входах 20.1-20.К и 21.1-21.К модуля 18 возможны следующие комбинации сигналов и их характеристики:If the outputs 23, 24 of the serial I / O port of module 18 have serial code signals that initiate valve opening at the inputs 20.1-20.K and 21.1-21.K of module 18, the following combinations of signals and their characteristics are possible:
а) появление кода "0", "0" соответствует открытию клапана; при этом, если продолжительность кода "0", "0" соответствует заданному значению, гарантирующему открытие клапана, - клапан открылся;a) the appearance of the code "0", "0" corresponds to the opening of the valve; at the same time, if the duration of the code "0", "0" corresponds to a predetermined value that guarantees the opening of the valve, the valve opens;
б) код "1", "0" соответствует тому, что клапан удерживается в открытом состоянии;b) the code "1", "0" corresponds to the fact that the valve is kept open;
в) код "0", "1" после появления кода "0", "0" соответствует тому, что в цепи электромагнитного механизма - короткое замыкание;c) the code "0", "1" after the appearance of the code "0", "0" corresponds to the fact that the circuit of the electromagnetic mechanism has a short circuit;
г) код "0", "1" при отсутствии кода "0", "0" соответствует тому, что в цепи электромагнитного механизма - обрыв;d) the code "0", "1" in the absence of the code "0", "0" corresponds to the open circuit in the electromagnetic mechanism;
д) если продолжительность кода "0", "0" меньше значения, гарантирующего открытие клапана, - клапан закрыт независимо от наличия кода "1", "0", соответствующего удержанию клапана в открытом состоянии.e) if the duration of the code "0", "0" is less than the value that guarantees the opening of the valve, the valve is closed regardless of the presence of the code "1", "0", which corresponds to keeping the valve open.
При отсутствии на выводах 23, 24 порта последовательного ввода-вывода модуля 18 сигналов последовательного кода, инициирующих открытие клапана, код "0", "1" на входах 20.1-20.К, 21.1- 21.К модуля 18 соответствует закрытым всем К клапанам.If there are no serial code signals at the terminals 23, 24 of the serial 18 I / O port of module 18 initiating the valve opening, the code "0", "1" at the inputs 20.1-20.K, 21.1-21. K module 18 corresponds to all K valves closed .
При использовании в качестве модуля ввода-вывода 18 микроконтроллера микроконтроллер выполнит функции постоянного контроля состояния клапанов и анализа состояния клапанов и каналов управления клапанами, сформирует конечную информацию: "клапан открыт", "клапан закрыт", "в цепи электромагнитного механизма короткое замыкание", "в цепи электромагнитного механизма обрыв". Кроме того, микроконтроллер может формировать сигналы повторного открывания клапанов, например, при их несанкционированном закрытии. Это существенно упростит алгоритмы управления и сократит объем передаваемой информации по информационной технологической сети.When the microcontroller is used as an input / output module 18, the microcontroller will perform the functions of constantly monitoring the state of the valves and analyzing the state of the valves and valve control channels, and will generate the final information: “valve open”, “valve closed”, “short circuit in the electromagnetic circuit,” the circuit of the electromagnetic mechanism is open. " In addition, the microcontroller can generate signals to re-open the valves, for example, when they are unauthorized closing. This will greatly simplify control algorithms and reduce the amount of information transmitted over the information technology network.
Обеспечение в предлагаемых технических решениях формирования дистанционно передаваемой информации о состоянии клапанов при отсутствии датчиков состояния клапанов, приема управляющей информации и передачи информации о состоянии клапанов по линии связи с минимальным количеством проводников, независящим от числа клапанов, возможности своевременно отслеживать неисправности в клапанах позволяет создавать на основе этих решений системы управления электромагнитными клапанами, обладающие высокой информационной надежностью. Такие требования предъявляются, например, к системам обеспечения автоматизированной доставки контролируемых сред в измерительные камеры радиометрических и гамма-спектрометрических анализаторов.The provision in the proposed technical solutions of the formation of remotely transmitted information about the state of the valves in the absence of sensors state valves, receiving control information and transmitting information about the state of the valves via a communication line with a minimum number of conductors, regardless of the number of valves, the ability to timely monitor faults in the valves allows you to create based on of these solutions are solenoid valve control systems with high information reliability. Such requirements are presented, for example, to systems for ensuring the automated delivery of controlled media to the measuring chambers of radiometric and gamma-spectrometric analyzers.
Источники информацииSources of information
1. Авторское свидетельство SU №558321, МКИ H 01 F 7/18,1977 г.1. Copyright certificate SU No. 558321, MKI H 01 F 7 / 18.1977
2. Патент RU №2092923, МПК H 01 F 7/18, 1997 г.2. Patent RU No. 2092923, IPC H 01 F 7/18, 1997
3. Патент RU №2180143, МПК H 01 F 7/18, 2002 г.3. Patent RU No. 2180143, IPC H 01 F 7/18, 2002
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003132155/09A RU2260222C2 (en) | 2003-11-03 | 2003-11-03 | Method and device for controlling group of electromagnetic mechanisms, primarily shutoff valves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003132155/09A RU2260222C2 (en) | 2003-11-03 | 2003-11-03 | Method and device for controlling group of electromagnetic mechanisms, primarily shutoff valves |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003132155A RU2003132155A (en) | 2005-04-27 |
| RU2260222C2 true RU2260222C2 (en) | 2005-09-10 |
Family
ID=35635704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003132155/09A RU2260222C2 (en) | 2003-11-03 | 2003-11-03 | Method and device for controlling group of electromagnetic mechanisms, primarily shutoff valves |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2260222C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2561509C1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Method of control of group of electromagnetic mechanisms, mainly shutdown valves and device for its implementation |
-
2003
- 2003-11-03 RU RU2003132155/09A patent/RU2260222C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2561509C1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Method of control of group of electromagnetic mechanisms, mainly shutdown valves and device for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003132155A (en) | 2005-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20160026595A1 (en) | System and method for controlling bus-networked devices via an open field bus | |
| US20140211363A1 (en) | Methods and apparatus for improved latching relay driver | |
| EP1201075B1 (en) | Electric appliance comprising a power supply unit | |
| RU2260222C2 (en) | Method and device for controlling group of electromagnetic mechanisms, primarily shutoff valves | |
| CN205862203U (en) | Intelligent switch device based on conventional mechanical switch | |
| CN104520129A (en) | Method and system for disabling and enabling an electric motor vehicle control module | |
| CN104793544A (en) | Two-way power supply system for POE (power over Ethernet) | |
| CN110778243A (en) | Door opening and closing debugging system | |
| CN105159222B (en) | Remote start control circuit for master-slave industrial control equipment | |
| US20160066395A1 (en) | Digital addressable lighting interface short protection circuit | |
| CN105024730B (en) | Time division multiplex system based on twisted-pair feeder | |
| CN103262198B (en) | For the drive circuit of electromagnetic relay | |
| CN106020104A (en) | Intelligent switch device based on conventional mechanical switch | |
| CN114039336B (en) | Integrated relay, control method and relay protection device | |
| US3066245A (en) | Relay lockout chain circuit | |
| CN105573513B (en) | Control module for interactive system | |
| CN111624901B (en) | Control method and control device | |
| JP6683109B2 (en) | Hydrogen supply system | |
| CN210201488U (en) | Main and auxiliary controller switching circuit and water supply equipment | |
| CN212675399U (en) | One-way garage door wireless control circuit | |
| CN109185274B (en) | Testing method of hydraulic intelligent circulation testing system of speed reducer | |
| CN103713602B (en) | Remote control two-channel control system | |
| RU2561509C1 (en) | Method of control of group of electromagnetic mechanisms, mainly shutdown valves and device for its implementation | |
| CN212616647U (en) | Electromagnetic valve control circuit with active-standby switching and retraction switching | |
| GB252230A (en) | Improvements in or relating to electric remote control systems, more particularly for use in controlling and supervising the apparatus at an electric power substation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201104 |