Пристрій контролю та формування команд бфк1-дпи

Корисна модель відноситься до автоматики, а саме до устаткування для автоматизованих систем управління технологічними процесами ядерних електростанцій та призначена для формування команд захисту, контролю та сигналізації роботи каналів, а також проведення опробувань каналів захисту. Відомий пристрій контролю та формування команд БФК1-МАД, ТУ 25.7192.002-93, який є найбільш близьким по технічній суті та виконуваним функціям формування команд захисту, контролю та сигналізації вихідних сигналів, а також проведення опробувань. Цей пристрій містить канал основного входу та канал опробування, що містить вхідні перетворювачі напруг 24В, вузол логічної обробки, що складається з дискретних елементів та мікросхем малого ступеню інтеграції, та вузол сигналізації вихідних сигналів. Вхідні сигнали каналу основного входу проходять через вхідні перетворювачі, та об'єднуються логічною функцією "або". Далі об'єднаний сигнал поступає на вузол комутації - логічний елемент "і", де при наявності на його вході також сигналу дозволу роботи, формується сигнал "спрацювання каналу", який включає реле та через транзисторні ключі подається на вихід. Якщо при спрацюванні каналу на входах пристрою є такий же сигнал від інших блоків БФК, то логіка блоку формує сигнал "спрацювання захисту", який також через реле та транзисторні ключі поступає на вихід. Вхідні сигнали каналу опробування через перетворювачі фіксуються на тригері і дозволяють проводити як опробування каналу основного входу так і знімають режим опробування цього каналу. Вузол логічної обробки, який складається з логічних елементів "і" та "або", вузлів затримки, тригерів, реле, індикаторів та транзисторних ключів виконує функцію логічної обробки сигналів. Недоліками відомого пристрою є відсутність системи діагностики функціонування та передачі діагностичної інформації, відсутність захисту від наносекундних та мікросекундних імпульсних перешкод великої енергії по ланцюгам живлення, недостатня захищеність від електромагнітних полів радіочастотного діапазону, недостатня захищеність від індустріальних перешкод, недостатня стійкість до електростатичних розрядів, недостатній захист від несанкціонованого доступу, велика споживана потужність, порівняно низька надійність. Крім того, пристрій не має конструктивних елементів захисту від пошкодження під час експлуатації. В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою контролю та формування команд БФК1ДПИ, в якому шляхом введення нового складу елементів, та нової організації взаємозв'язків між ними, а саме використання мікросхем великого ступеню інтеграції - програмована логічна матриця, мікроконтролер, інтелектуальні силові перемикачі; елементів захисту від перешкод та пошкодження - супресорів, стабілітронів, самовідновлювальних запобіжників, вдосконалення конструктивних елементів захисту та використання діагностики досягається поліпшення параметрів електромагнітної сумісності, захист від електромагнітних полів радіочастотного діапазону, від індустріальних перешкод, від електростатичних розрядів, від несанкціонованого доступ у та від пошкодження під час експлуатації, захист від наносекундних та мікросекундних імпульсних перешкод великої енергії. Поставлене завдання вирішується тим, що в пристрій контролю та формування команд БФК1-ДПИ, що містить канал основного входу, канал опробування, вузол логічної обробки вхідних сигналів, вузол сигналізації вихідних сигналів введено вузол діагностики функціонування та передачі діагностичної інформації, реалізований на мікроконтролері, перетворювач вихідних сигналів із семи каналів, перетворювач вихідних сигналів із восьми каналів, групу із шести ключів формування вихідних сигналів, вузлом логічної обробки вхідних сигналів є програмована логічна матриця, входи якої з'єднані з виходами каналу основного входу та виходами каналу опробування, а перша група виходів програм званої логічної матриці з'єднана з входами вузла сигналізації вихідних сигналів, друга гр упа виходів ПЛМ з'єднана з входами перетворювачів вихідних сигналів та з входами групи ключів формування вихідних сигналів, крім того вихід ПЛМ з'єднаний з входом вузла діагностики функціонування та передачі діагностичної інформації, який зворотно з'єднаний з ПЛМ, ви ходи перетворювачів вихідних сигналів з'єднані з вузлом діагностики функціонування та передачі інформації, до того ж пристрій постачено металевими екранами. Порівняльний аналіз з відомими технічними рішеннями показав, що те хнічне рішення, яке пропонується, відрізняється наявністю нового складу елементів та має нову організацію взаємозв'язків між ними, тобто містить нову сукупність ознак, які забезпечують нові технічні властивості корисної моделі. Технічний результат, як наслідок цих властивостей - розширені функціональні можливості пристрою. На фіг.1 представлена блок-схема пристрою контролю та формування команд БФК1-ДПИ. Пристрій складається з каналу 1 основного входу, каналу 2 опробування, програмованої логічної матриці 3, вузла 4 сигналізації вихідних сигналів, перетворювача 5 вихідних сигналів із семи каналів, перетворювача 6 вихідних сигналів із восьми каналів, групи 7 із шести ключів формування вихідних сигналів, вузла 8 діагностики функціонування та передачі діагностичної інформації, перемикача 9 "Перевірка". На фіг.2 представлена функціональна схема пристрою контролю та формування команд БФК1-ДПИ. Пристрій контролю та формування команд БФК1-ДПИ містить канал 1 основного входу, який має групу входів 10 основного входу, що складається з чотирьох входів Вх1-1, Вх1-2 , Вх1-3, Вх1-4 , двох перетворювачів 13, 14 вхідних сигналів з 24В до 5В та двох перетворювачів 15, 16 вхідних сигналів з 15В до 5В і трьох буферних елементів 17, 18, 19; групу входів 11 дозволу роботи, яка складається з входів Вх2-1, Вх2-2, перетворювача 20 вхідних сигналів з 24В до 5В, перетворювача 21 вхідних сигналів з 15В до 5В і буферного елемента 22; групу входів 12 від інших блоків БФК, що складається з трьох входів Вх3-1, Вх3-2, Вх3-3, перетворювачів 23, 24, 25 вхідних сигналів з 15В до 5В і буферних елементів в 26, 27, 28; канал 2 опробування, який складається з п'яти входів Вх4-1, Вх4-2 , Вх4-3, Вх4-4, Вх4- 5, двох перетворювачів 29, 30 вхідних сигналів з 24В до 5В, трьох перетворювачів 31, 32, 33 вхідних сигналів з 15В до 5В і чотирьох буферних елементів 34, 35, 36, 37; програмовану логічну матрицю 3; вузол 4 сигналізації вихідних сигналів, який представлений п'ятьма світлодіодами; перетворювач 5 вихідних сигналів із семи каналів, який має десять виходів Вих1-1, Ви х2-1 , Вих2-2, Ви х3-1 , Вих4-1, Ви х4-2 , Вих5-1, Ви х5-2 , Вих6-1, Ви х6-2 ; перетворювач 6 вихідних сигналів їх восьми каналів, який має вісім виходів Вих1-2, Ви х2-3 , Вих3-2, Ви х4-3 , Вих5-3, Ви х6-3 , Вих7-1, Ви х8; груп у 7 із шести ключів формування вихідних сигналів 38, 39, 40, 41, 42, 43 , кожен із ключів якої має вихід Вих7-2, Вих4-4 , Ви х4-5, Вих4-6, Вих4-7, Ви х4-8; вузол 8 діагностики функціонування та передачі інформації; перемикач 9 "Перевірка". Канал 1 основного входу та канал 2 опробування, перемикач 9 "Перевірка", з'єднані з входами програмованої логічної матриці 3, виходи якої з'єднані з перетворювачами 5, 6 вихідних сигналів та гр упою ключів формування вихідних сигналів, вузлом 4 сигналізації вихідних сигналів та вузлом 8 діагностики функціонування та передачі діагностичної. Пристрій контролю та формування команд БФК1-ДПИ працює таким чином. Вхідні сигнали групи входів 10 основного входу каналу 1 Вх1-1, Вх1-2, Вх1-3, Вх1-4 відповідних рівнів через перетворювачі 13, 14 вхідних сигналів з 24В до 5В та перетворювачі 15, 16 вхідних сигналів з 15В до 5В і буферні елементи 16, 17, 18 подаються на програмовану логічну матрицю 3. Вхідні сигнали групи входів 11 дозволу роботи Вх2-1, Вх2-2, каналу 1 основного входу через перетворювач 20, 21 з 24В до 5В та 15В до 5В та буферний елемент 22 і вхідний сигнал дозволу ручного опробування Вх4-3 через перетворювач 31 вхідних сигналів з 15В до 5В та буферний елемент 35 і перемикач 9 "Перевірка" також поступають на входи програмованої логічної матриці 3. Вхідні сигнали Вх3-1, Вх3-2 , Вх3-3, гр упи входів 12 від інших блоків БФК каналу 1 основного входу через перетворювач 23, 24, 25 вхідних сигналів з 15В до 5В і буферні елементи 26, 27, 28 та зовнішні сигнали Вх4-1, Вх42, Вх4-4, Вх4-5 перевірок пристрою каналу 2 опробування через перетворювачі 29, 30, 32, 33 вхідних сигналів і буферні елементи 34, 36, 37 також подаються на ПЛМ 3. Програмована логічна матриця 3 згідно з занесеною в неї програмою відповідним логічним рівнем формує ви хідні сигнали, які через перетворювачі 5, 6 вихідних сигналів та ключі 38, 39, 40, 41, 42, 43 надходять на виходи пристрою: - спрацювання каналу на Вих5-1,..., Вих5-3; - спрацювання захисту на Вих4-1, ..., Ви х4- 8; - робота захисту дозволена на Вих1-1, Вих1-2; - невідповідність на Вих6-1, Ви х6-2 ; - відміна опробування на Вих3-1, Ви х3-2 ; - опробування на Вих7-1, ..., Ви х7-3 ; - запуску витримки часу при опробуванні на Вих8; - сигналізація опробування на Вих2-1, ..., Ви х2-3. Перетворювачі 5, 6 вихідних сигналів виконані на мікросхемах великого ступеню інтеграції, які мають у своєму складі захисні елементи, супресори, самовідновлювальні запобіжним і.Ключі 38, 39, 40, 41, 42, 43 формування вихідних сигналів мають захисні супресори, резистори, самовідновлювальні запобіжними та гальванічне розв'язуючий елемент. Стан каналів контролюється вузлом 4 сигналізації вихідних сигналів, який представлений п'ятьма світлодіодами, які відображають наступну інформацію: "спрацювання каналу"; "спрацювання захисту"; "робота дозволена"; "невідповідність"; "опробування". Вузол 8 діагностики функціонування та передачі інформації, реалізований на мікроконтролері, здійснює постійний контроль роботи ПЛМ3, перетворювачів 5, 6 вихідних сигналів та визначає місце встановлення пристрою за місцем призначення. Місцева індикація правильності функціонування пристрою здійснюється світлодіодом вузла 8 діагностики. При включені блоку також здійснюється контроль вузла 4 сигналізації вихідних сигналів шляхом подачі команд управління від мікроконтролера на ПЛМ4. За допомогою локальної мережі RS485 здійснюється зв'язок вузла 8 діагностики з пристроями зовнішнього контролю. Вузол 8 діагностики функціонування та передачі інформації формує наступну інформацію: - номер місця пристрою в місці призначення; - тип пристрою; - заводський номер пристрою; - рік виробництва пристрою; - час напрацювання пристрою; - стан прапорів діагностики; - інформація про проходження тестування. Конструктивно корисна модель пристрою БФК1-ДПИ виконана на друкованій платі, яка з обох боків закрита металевими екранами, що дозволяє реалізувати необхідну захищеність від електромагнітних полів радіочастотного діапазону, від індустріальних перешкод, від електростатичних розрядів, від несанкціонованого доступ у та від пошкодження елементів під час експлуатації. Використання елементів захисту ланцюгів живлення, входів та ви ходів також здійснює захист від наносекундних та мікросенкундних імпульсних перешкод великої енергії. Використання сучасної елементної бази мікроконтролер, ПЛМ значно зменшить споживану потужність, покращить теплові режими та підвищить надійність пристрою.