Пристрій для дистанційного контролю стану двопозиційних об’єктів

Реферат: Пристрій для дистанційного контролю стану двопозиційних об′єктів належить до електротехніки і може бути використаний для зв'язку двопозиційних датчиків з мікропроцесорними пристроями управління і контролю віддалених, наприклад, шахтних, об'єктів. На пункті контролю введено матрицю провідників, в точках перетину яких підключено анод напівпровідникового діода - до горизонтального провідника матриці, а другий контакт датчика - до вертикального провідника, до того ж вертикальні і горизонтальні провідники матриці послідовно підключено через введені стабілізатори струму, групові та роздільні оптронні ключі і відповідні світлодіоди прийомних оптронних ключів. Технічним результатом є підвищення швидкодії опитування датчиків та достовірності контролю незалежно від довжини кабелю, за допомогою якого датчик підключається до пристрою контролю, при спрощенні схеми і зниженні витрат. UA 108570 C2 (12) UA 108570 C2 UA 108570 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі автоматики та управління і може бути використаний для зв'язку двопозиційних датчиків з мікропроцесорними пристроями управління і контролю віддалених, наприклад, шахтних, об'єктів. Відомий пристрій (авт. свід. СРСР № 1608719 кл. G08В 26/00, бюл. 43, 23.11.90). Недоліками цього пристрою є: не забезпечується контроль короткого замикання провідників кабелю і, крім того, величина струму в колах живлення датчиків залежить від довжини кабелю, через який підключається датчик до пристрою управління, пристрій має декілька джерел живлення. Найбільш близьким технічним рішенням є пристрій для дистанційного контролю стану двопозиційних об'єктів, який має два джерела живлення. Одне джерело змінної напруги для живлення електричних кіл датчиків, друге джерело постійної напруги - для живлення пристрою контролю (авт. свід. СРСР № 1405082 кл. G07C3/00 Бюл. № 23 від 23.06.88 p.). Недоліком цього пристрою є наявність додаткового джерела змінної напруги у вигляді трансформатора і залежність струму кіл живлення датчиків від довжини кабелю, через який підключається датчик до пристрою управління. Крім того, швидкодія опитування датчиків обмежена частотою джерела змінної напруги. В основу запропонованого винаходу поставлено задачу удосконалення пристрою для дистанційного контролю стану двопозиційних об'єктів, в якому введенням нових елементів та зв'язків між ними досягається підвищенням швидкодії опитування датчиків та достовірності контролю незалежно від довжини кабелю, за допомогою якого датчик підключається до пристрою контролю, при спрощенні схеми, і, за рахунок цього підвищення достовірності контролю та зниження витрат. Поставлена задача вирішується таким чином, що у пристрої для дистанційного контролю стану двопозиційних об'єктів, який включає датчики стану об'єкта, джерело постійної напруги, блок контролю, до входів якого підключено прийомні оптронні ключі, до виходів - роздільні оптронні ключі, відрізняється тим, що введено матрицю провідників, в точках перерізу яких підключено анод напівпровідникового діода - до горизонтального провідника матриці, а другий контакт датчика - до вертикального провідника, до того ж вертикальні і горизонтальні провідники матриці послідовно підключено через введений стабілізатор струму, групові та роздільні оптронні ключі і відповідні світлодіоди прийомних оптронних ключів. Суть винаходу пояснюється кресленням, де зображена функціональна схема пристрою. Пристрій містить на пункті контролю джерело постійної напруги з клемами 1-2, роздільні оптронні ключі 3.1÷3.m, які програмно управляються і, світлодіоди яких підключені до виходів пристрою управління 11.1÷11.m. Послідовно з кожним з роздільних оптронів 3.1÷3.m включений відповідний датчик D.1÷D.k, горизонтальний провідник матриці провідників, відповідний груповий оптронний ключ 5.1÷5.n, відповідний розв'язуючий діод 6.1÷6.n, відповідний стабілізатор струму 9.1÷9.m і світлодіоди прийомних оптронних ключів 10.1÷10.m. Світлодіоди групових оптронних ключів 5.1÷5.n з'єднані послідовно і підключені до виходу 12 пристрою управління, який управляється програмно. Роздільні оптронні ключі 4.1÷4.n управляються світлодіодами оптронів і підключені до відповідних виходів пристрою управління 13.1÷13.n. Послідовно з роздільними оптронними ключами 4.1÷4.n включені відповідні горизонтальні провідники матриці провідників, короткозамкнуте коло кабелю датчика, відповідні вертикальні провідники матриці провідників, відповідні групові оптронні ключі 7.1÷7.m, світлодіоди яких з'єднані послідовно і підключені до виходу 14 пристрою управління, який управляється програмно, відповідний розв'язуючий діод 8.1÷8.m, відповідний стабілізатор струму 9.1÷9.m і світлодіоди прийомних оптронних ключів 10.1÷10.m. На об'єкті управління встановлені датчики D.1÷D.k для контролю стану об'єкта. Датчики являють собою послідовно включений напівпровідниковий діод і розмикаючий контакт. Датчики кабелем підключаються до пристрою управління в місцях перерізу матриці провідників. При цьому на горизонтальні шини провідників під'єднуються аноди напівпровідникових діодів датчиків, а на провідники вертикальної шини другі виводи розмикаючих контактів датчиків. Пристрій працює наступним чином: опитування стану датчиків (розімкнений-замкнутий) D.1÷D.k здійснюється програмною установкою відповідних виходів (13.1÷13.n) і виходу 14 пристрою управління, при цьому відкриваються відповідні роздільні ключі (4.1÷4.n) і групові оптронні ключі 7.1÷7.m. При цьому при замкнутому контакті датчика створюється електричне коло для протікання струму через датчики (D.1÷D.k), плюс джерела постійної напруги 1 відкритий відповідний роздільний оптронний ключ 4.1÷4.n, горизонтальний провідник матриці, аноди напівпровідникових випрямлячів і послідовно з'єднаних датчиків приєднаних до вибраної відповідними ключами 3.1÷3.m вертикального провідника матриці, відкритий відповідний 1 UA 108570 C2 5 10 15 20 25 груповий оптронний ключ 7.1÷7.m, розв'язуючі діоди 8.1÷8.m, стабілізатори струму 9.1÷9.m світлодіоди приймальних оптронів 10.1÷10.m, мінус джерела живлення 2. Світлодіод приймального оптрона в цьому випадку відкриває оптотранзистори і на відповідних входах (15.1÷15.m) пристрою управління буде встановлено низький рівень сигналу. Якщо контакт датчика розімкнуть на цьому вході буде встановлений високий рівень сигналу. Контроль наявності короткого замикання провідників, за допомогою яких приєднуються датчики до пристрою управління проводиться шляхом установки відповідних виходів (11.1÷11.m) в результаті чого відкриваються відповідні ключі 3.1÷3.m і виходу 12, що призводить до відкривання групових ключів 5.1÷5.n. При цьому створюється електричне коло для протікання струму. Плюс джерела постійної напруги 1 відкритий відповідний роздільний оптронний ключ (3.1÷3.m), короткозамкнуті провідники кабелю датчика (шунтування датчика і напівпровідникового діода), відповідний горизонтальний провідник матриці провідників, відкриті групові ключі 5.1÷5.m, розв'язуючи діоди 6.1÷6.n, стабілізатори струму 9.1÷9.m світлодіоди приймальних оптронів 10.1÷40.m, мінус джерела живлення 2. Світлодіод приймального оптрона в цьому випадку відкриває оптотранзистори і на відповідних входах (15.1÷15.m) пристрою управління буде встановлено низький рівень сигналу. Схема кіл живлення датчиків виконана у вигляді матриці провідників, які підключаються до пристрою управління через послідовно з'єднані групові та роздільні оптронні ключі, стабілізатори струму і світлодіоди прийомних оптронів. Пристрій забезпечує надійний контроль з перевіркою цілісності ліній зв'язку, кількість яких значно менше числа датчиків, які контролюють стан об'єктів. Така схема не потребує додаткового джерела живлення електричних кіл датчиків, а наявність послідовно включеного джерела струму в електричне коло датчиків дозволяє застабілізувати струм у цьому колі і таким чином підвищити надійність роботи пристрою незалежно від довжини кабелю, за допомогою якого датчик підключається до пристрою контролю. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 Пристрій для дистанційного контролю стану двопозиційних об'єктів, який включає датчики стану об'єкта, джерело постійної напруги, блок контролю, до входів якого підключено прийомні оптронні ключі, до виходів - роздільні оптронні ключі, який відрізняється тим, що введено матрицю провідників, в точках перетину яких підключено датчики стану об'єкта, причому на горизонтальні шини провідників матриці приєднано аноди напівпровідникових діодів датчиків, а на вертикальні шини провідників матриці приєднано виводи розмикальних контактів датчиків, до того ж вертикальні і горизонтальні провідники матриці послідовно підключені до відповідних виходів пристрою керування через введені стабілізатори струму, групові та роздільні оптронні ключі і відповідні світлодіоди прийомних оптронних ключів. 2 UA 108570 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3