SU928305A1 - Многоканальное устройство контрол - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к приборостроению и автоматике и может быть использовано при построении систем автоматического управлени  повышенной Надежности. В системах автоматического управлени  с многоканальным резервированием и непрерывным контро лем исправности каждого из каналов примен ютс  устройства дл  выделени  среднего по величине сигнала, по принципу мажоритарной логики, так на зываемые кворум-элементы. Известно устройство, содержащее узел выбора среднего значени  сигнала , так называемый кворум-элемент и компараторы, т.е. релейные сравнивающие устройства. Выходы контролиру мых каналов подключены ко входам кворум-элемента. Один вход компаратора подключен к выходу кворум-элемента , а второй вход компаратора - к выходу контролируемого канала. Сигна с выхода канала и сигнал с выхода кворум-элемента поступают на релейно сравнивающее устройство, которое при определенной абсолютной в ёличине разности входных сигналов выдает сигнал отказа. Дл  обеспечени  правильного функционировани  такой системы необходимо запоминание отказа и исключение вли ни  отказавшего канала на работу резервированной системы 1. Недостатками этого устройства  вл ютс  запоминание отказа при перерыве питани  или колебани х напр жени  источника питани  и сохранение сигнала отказа при восстановлении нормальных параметров питани  контролируемого канала. Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство выбора непрерывного сигнала по принципу большинства , содержащее один общий блок выделени  среднего по величине сигнала, выполненный на диодных мостах, и в каждом контролируемом канале два сумматора , вентиль и компаратор, Первый вход компаратора соединен через сум- матор с первым выводом, а второй вход - со вторым выводом первой (знакопосто нной ) диагонали диодного моста . Выход компаратора соединен через вентиль со входами первого и второго сумматоров, причем выход второго сумматора соединен со второй (знакопеременной ) диагональю моста 21, Недостатками такого устройства  вл ютс  возможность выдачи ложного сигнала исправности при. возникновении неисправности в компараторе и неста ильность порога срабатывани , вызванна  изменением падени  напр жени  на знакопосто нной диагонали моста при изменении температуры окружающей среды. Это изменение падени  напр жеН11  на двух последовательно соединенных диодах при изменении температуры окружающей среды от минус до плюс бО Сможет достигать величины 0,5 В, в р де случаев это снижает надежность работы системы контрол . Кроме того, в устройстве происходит запоминание отказа, возникшего при колебани х или перерыве напр жени  питани  канала, что приводит к отключению канала после восстановлени  нормальных параметров питани  канала Это снижает надежность работы системы автоматического управлени ,, Цель изобретени  - повышение надеж ности работы устройства за счет сохра нени  работоспособности при перерывах питани  в канале, в частности путем исключени  ложного сигнала исправное ти и введени  сигнализации о возникновении неисправности в .компараторе, сн тие запоминани  отказа при весегановлении нормальных параметров источника питани , а также упрощение устроиства ,контрол . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в многоканальное устройство контро  , содержащее блок выделени  среднего по величине сигнала, выход которого соединен в каждом канале с пер вым входом компаратора, второй вход которого соединен с соответствующим эходом устройства, а выход компаратора- с первым входом узла пам ти данного канала, в каждый канал дополнительно введены запоминащий конденсатор , разр дный резистор, разделител ный диод, RS-триггер и D-триггер, вход разрешени  записи которого подключей к выходу узла пам ти, а выходы - ко входам RS-триггера, выход которого через разделительный диод под92 4 ключен к второму входу узла пам ти и общей точке соединени  запоминающего конденсатора и разр дного резистора, другие выводы которых соединены с шиной земли. При этом компаратор выполнен по схеме автогенератора, входы которого соединены с соответствующими входами компаратора, а выход соединен с дифференцирующей входами компаратора, а выход соединен с дифференцирующей цепочкой, состо щей из конденсатора и резистора, к общей точке соединени  которых через выпр мительный диод подключен накопительный конденсатор с разр дным резистором . На фиг. 1 представлена .блок-схема, реализующа  один из вариантов устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. . Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 выделени  среднего по величине сигнала , диодные мосты 2, резисторы 3, выход k блока 1, компараторы 5, состо щие из усилител  6, входных резисторов 7 и 8, цепи положительной обратной из резисторов 9 и 10, цепи отрицательной обратной св зи из резисторов 11 и 12 и конденсатора 13 дифференцирующей цепочки из конденсатора ft и резистора 15, выпр мительного диода 16, накопительного конденсатора 17 и разр дного резистора 13. Устройство также содержит узел пам ти 19. выполненный на элементе НЕ 20 и триггере запоминани  21, запоминающий конденсатор 22 и разр дный резистор 23, 0 триггер , состо щий из элементов ИЛИ-НЕ 25 и 26. RS-триггер 27, разделительный диод 28, выводы исправности питани  29, Ъткада канала 30, входы устройства 31. Резисторы , конденсатор 13 и усилитель 6 образуют автогенератор 32. На фиг. 1 прин ты следующие обозначени : а - изменение напр жени  между выводами блока 1; б - форма импульсов на выходе автогенератора 32, работающего в режиме ШИМ - О ШИМ; в форма импульсов на выходе дифференцирующей цепочки изменение напр жени  на выходе компаратора 5 и -1 ; д - изменение напр жени  на выходе элемента НЕ 20 - е - изменение напр жени  на выходе триггера запоминани  отказа 21 - ж - изменение напр жени  на выходе отказ канала 1 - з - изменение напр женин на выходе элемента 25 - Ur, и - изменение напр жени  на входе сигнала исправность питани  канала к - изменение напр жение на R-BX де RS-триггера 21 - U, Устройство работает следующим образом. Сигналы с выходов контролируемых каналов М, U поступают на выводы диодных мостов. Далее рассматриваетс  только работа одного канала Входы компаратора 5 подключены к выводам диодного моста 2. Порог срабатывани  компаратора 5 определ етс  разностью напр жений на выврдах моста 2, при которой разность напр жений на обоих входах усилител  6 не может быть скомпенсирована током через цепь обратной св зи из резисторов 11 и 12. При отсутствии конденсатора 13 схема компаратора 5 представл ет собой схе му обычного дифференциального усилител , а величина порога срабатывани  компаратора соответствует значению разности входных сигналов дифференциального усилител , при котором уси литель переходит в состо ние насыщени . Если выходные сигналы всех канало одинаковы, то сигнал разности, снима мый с диодного моста 2 равен нулю. На выходе усилител  6 имеютс  двухпол рные импульсы со скважностью, равной 2 (графики а, б, фиг. 2). Кон денсатор 17 зар жаетс  через диод 16 положительными и ilпyльcaми с вольтсекундной площадью, определ емой параметрами дифференцирующей цепочки из конденсатора It и резистора 15- Напр жение с конденсатора 17 поступает на вход элемента НЕ 20. При этом на выходе инвертора состо ние О (выходное напр жение равно нулю)(графики в-д фиг. 2). Триггер запоминани  отказа 21 установлен в состо ние О (график е фиг 2), Выход триггера 21 подключен ко входу разрешени  записи D-триггера 2, выполненного на элементах ИЛИ-НЕ 25 и 26 и RS-триггера 27. На вход D подаетс  сигнал исправ ности питани  канала. При наличии ис правности питани  и исправности кана ла выход элемента 25 имеет состо ние О, а выход элемента 26 состо ние 1. При этом на выходе отказ кана ла 1 напр жение положительной пол р ности. С выхода триггера 27,  вл ющегос  входом D-триггера, на вход 9 56 Н-триггера 21 подаетс  О (графики е-к фиг. 2). При возникновении неисправности в канале разность напр жений на выводах диодного моста 2 превышает порог срабатывани  компаратора. Импульсы на входе усилител  6 пропадают и конденсатор 17 разр жаетс  через резистор 18 (графики а-г фиг. 2). На выходе элемента НЕ 20 и триггера 21 по вл етс  состо ние 1 с временной задержкой после пропадани  импульсов , определ емой посто нной разр да конденсатора 17 (графики д,е. фиг. 2). На выводе 30 отказа канала 1 устанавливаетс  нулевой сигнал, соответствующий наличию отказа (графики ж фиг. 2). При последующем.уменьшении разности напр жени  на выводах моста 2 по влении импульсов и переходе элемента НЕ 20 в состо ние О триггер 21 сохран ет состо ние 1 и отказ запоминаетс . Если после запоминани  отказа последует сн тие исправности питани  (график и фиг. 2),то запись в-триггер 27 блокируетс  наличием 1 на выходе триггера 21 и сброса пам ти не происходит (график е фиг. 2). При наличии сигнала исправности на выходе отказ канала 1 и перерыве питани  на выводе 29 напр жение равно нулю. Выход элемента 25 и выход триггера 27 переход т в состо ние 1 и на выходе отказ канала 1 устанавливаетс  сигнал отказа (графики ж-к фиг. 2). После пропадани  импульсов на выходе усилител  6 из-за сн ти  питани  или из-за по влени  разности напр жений на выводах-моста 2, превышающей порог срабатывани  компаратора 5, выход элемента НЕ 20 и выход триггера 21 переход т в состо ние 1, а элемента 25 на выходе устанавливаетс  О. На выходе три)- гера 27 сохран етс  состо ние 1 (графики б-е,з,к фиг. 2). При восстановлении исправности питани  на выходе усилител  6 по вл ютс  импульсы. На выходе элемента 20 устанавливаетс  О. Триггер 21 переходит в соЪто ние Триггер 21 переходит в состо ние О из-за наличи  1 на входе R. Выход отказа канала 1 переходит в состо ние исправности (графики д-ж, фиг. 2)..Наличие 1 на входе R и наличие нул  на входе Sтриггера 27 вызывает переход триггера 27 в состо ние О. Конденсатор 22 начинает разр жатьс  через резистор 23. Состо ние 1 на входе R-триггера 21 сохран етс  в течение времени, определ емого посто нной времени раз р ди конденсатора 22. Запоминание 1 на входе R-триггера 21 после перехода элемента 26 в состо ние 1 необходимо дл  восстановлени  сигнала исправности канала после пов торного отказа, возникающего из-за переходных процессов в контролируемом канале в течение t „(график а фиг. 2).при включении питани  канала При возникновении неисправности (про бой, обрыв какого-либо элемента схемы ) компаратора 5 автогейерацй  срываетс  и напр жение на конденсаторе 17 равно нулю. На выходе отказ канала 1 по вл етс  сигнал отказа. Узел пам ти 19 и D-триггер 2 выполнены на микросхемах с унипол рным МОП-транзисторами. Питание узла пам ти 19 и D-триггера 2k производитс  от отдельного источника питани  повы шенной надежности (аккумул торна  батаре ). Данное устройство значительно надежнее известных устройств. формула изобретени  2. Многоканальное устройство конт рол , содержащее блок выделени  среднего по величине сигнала, выход которого соединен в каждом канале с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с соответствующим входом устройства, а выход компаратора - с первым входом узла пам ти данного канала, отличаю щ е е с   тем, что, с целью повышени  надежности работы устройства за счет сохранени  работоспособности при перерывах питани  в канале, в каждый канал дополнительно введены запоминающий конденсатор, разр дный резистор, разделительный диод, RSтриггер и D-триггер, вход разрешени  записи которого подключен к выходу узла пам ти, а выходы - ко входам RS-триггера, выход которого через разделительный диод подключен к второму входу узла пам ти и общей точке соединени  запоминающего конденсатора и разр дного резистора, другие выводы которых соединены с шиной земли. 2. Устройство по п.1, о т л и чающеес  тем, что компаратор выполнен по схеме автогенератора, входы которого соединены с соответствующими входами компаратора, а выход соединен с дифференцирующей цепочкой, состо щей из конденсатора и резистора, к общей точке соединени  которых через выпр мительный диод подключен накопительный конденсатор с разр дным резистором. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Белгородский С.Л. Автоматизаци  управлени  посадкой самолета. М,, Транспорт, 1972, с. 286-289. 2.Авторское свидетельство СССР № 623206, клс Н 03 К 19Л2, 1978 ( прототип).

ll

K

«M R«N

s.n

IIS

tl If

i-i

f

Claims (2)

1. Формула изобретения
2. 2. Многоканальное устройство конт-³⁰ роля, содержащее блок выделения среднего по величине сигнала, выход которого соединен в каждом канале с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с соответст- 35 вующим входом устройства, а выход компаратора - с первым входом узла памяти данного канала, отличаю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет сохранения работоспособности при перерывах питания в канале, в каждый канал дополнительно введены запоминающий конденсатор, разрядный резистор, разделительный диод, RSтриггер и D-триггер, вход разрешения записи которого подключен к выходу узла памяти, а выходы - ко входам RS-триггера, выход которого через разделительный диод подключен к второму входу узла памяти и общей точке соединения запоминающего конденсатора и разрядного резистора, другие выводы которых соединены с шиной земли.

   2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что компаратор выполнен по схеме автогенератора, входы которого соединены с соответствующими входами компаратора, а выход соединен с дифференцирующей цепочкой, состоящей из конденсатора и резистора, к общей точке соединения которых через выпрямительный диод подключен накопительный конденсатор с разрядным резистором.