Пристрій автоматичного включення резервного механізму бар 1 – дпи

УКРАЇНА (19) UA (11,2180 (із, U (51J7G05B19/18 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ видається під відповідальність власника патенту (54) ПРИСТРІЙ АВТОМАТИЧНОГО ВКЛЮЧЕННЯ РЕЗЕРВНОГО МЕХАНІЗМУ БАР 1 - ДПИ (21)2003021043 (22) 06 02 2003 (24) 15 12 2003 (46) 15 12.2003, Бюл. № 12, 2003 р. (72) Бахмач Євген Степанович (73) Бахмач Євген Степанович (57, Пристрій автоматичного включення резервного механізму, що містить три канали підготовки та спрацювання автоматичного включення резервного механізму, вузол заборони роботи автоматичного включення резервного механізму та скидання пам'яті, вузол логічної обробки сигналів, вузол сигналізації, який відрізняється тим, що в нього введено вузол діагностики функціонування та передачі діагностичної інформації, реалізований на мікроконтролері, перетворювач вихідних сигналів, при цьому вузлом логічної обробки сигналів є про грамована логічна матриця, входи якої з єднані з виходами каналів підготовки та спрацювання автоматичного включення резервного механізму та з виходами вузла заборони роботи автоматичного включення резервного механізму та скидання пам'яті, а виходи програмованої логічної матриці з'єднані з входами перетворювача вихідних сигналів, входами вузла сигналізації, крім того, програмована логічна матриця з'єднана з вузлом діагностики функціонування та передачі діагностичної' інформації, який зворотно зв'язаний з програмованою логічною матрицею, до того ж вузол діагностики функціонування та передачі діагностичної інформації з'єднаний з перетворювачем вихідних сигналів, крім того, пристрій оснащено з двох боків металевими екранами. Корисна модель відноситься до устаткування для автоматизованих систем управління технологічними процесами ядерних електростанцій та призначений для формування команд запуску резервного механізму, видачі інформації в схему технологічної сигналізації, видачі інформації про готовність та автоматичного спрацювання резерву (АВР), а також видачі сигналізації роботи пристрою. Відомий блок автоматичного включення резервного механізму БАР1-МАД, який по технічній суті та виконуваним функціям є найбільш близьким до пристрою, що заявляється. Цей блок містить три однакових канали вводу та спрацювання автоматичного включення резервного механізму (АВР) по параметру, вузол заборони роботи АВР, та скидання пам'яті "АВР спрацював", який є спільним для трьох каналів, вузол сигналізації. Канали вводу та спрацювання АВР автоматичного включення резервного механізма, вузол заборони роботи АВР та скидання пам'яті складаються з перетворювачів напруги вхідних сигналів, логічних елементів "і" та "або", тригерів, транзисторних ключів. Вузол сигналізації представлений світлодюдами. Вхідні сигнали вводу АВР через відповідні перетворювачі поступають на логічну схему "або" вихід якої підключений до установочного входу тригера. При цьому тригер переводиться в одиничне становище і дозволяє проходження сигналів "спрацювання АВР" на вихід блоку через об'єднуючу логічну схему "або" та фіксується на тригері пам'яті "АВР спрацював" ВХІДНІ сигнали спрацювання АВР через перетворювачі поступають також на логічні схеми блоку Вхідні сигнали заборони роботи АВР проходять через ВІДПОВІДНІ перетворювачі та об'єднуючу логічну схему "або" на вхід скидання тригера. Пам'ять "АВР спрацював" скидається вхідним сигналом, який через відповідний перетворювач та об'єднуючу логічну схему "або" поступає на вхід скидання пам'яті, або за допомогою кнопки на лицевій панелі блоку. До недоліків відомого блоку відносяться. — відсутність системи діагностики елементів та вузлів пристрою; — вудсутність захисту від наносекундних та мікросекундних імпульсних перешкод великої енергії по ланцюгам живлення; — недостатня захищеність від електромагнітних полів радіочастотного діапазону, від індустріальних перешкод та несанкціонованого доступу, О 00 CM зг 2180 — недостатня стійкість до електростатичних розрядів Крім того, блок не має конструктивних елементів захисту від пошкодження під час експлуатації, має велику споживану потужність та низьку надійність В основу корисної моделі поставлено завдання створення пристрою автоматичного включення резервного механізму шляхом введення нового складу елементів, а саме програмованих логічних матриць, мікроконтролерів, інтелектуальних силових перемикачів, та нової організації взаємозв'язків між ними, використання елементів захисту від перешкод та пошкодження, вдосконалення конструктивних елементів захисту та використання системи діагностики, досягається поліпшення параметрів електромагнітної сумісності та захист від електромагнітних полів радіочастотного діапазону, від індустріальних перешкод, від електростатичних розрядів, від наносекундних та мікросекундних імпульсних перешкод великої енергії, від несанкціонованого доступу та від пошкодження елементів під час експлуатації Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій який містить три канали підготовки та спрацювання автоматичного включення резервного механізму, вузол заборони роботи автоматичного включення резервного механізму та скидання пам'яті, вузол логічної обробки сигналів, вузол сигналізації, введено вузол діагностики функцюнувння та передачі діагностичної інформації, реалізований на мікроконтролері, перетворювач вихідних сигналів, при цьому вузлом логічної обробки сигналів є програмована логічна матриця (ПЛМ), входи якої з єднані з виходами каналів підготовки та спрацювання автоматичного включення резервного механізма та з виходами вузла заборони роботи автоматичного включення резервного механізма та скидання пам яті, а виходи програмованої логічної матриці з'єднані з входами перетворювача вихідних сигналів та вузла сигналізації, крім того програмована логічна матриця з'єднана з вузлом діагностики функціонування та передачі діагностичної інформації, який зворотньо зв'язаний з ПЛМ, до того ж вузол діагностики функціонування та передачі дігностичної інформацп з'єднаний з перетворювачем вихідних сигналів, крім того пристрій постачено з двох боків металевими екранами Заявлений пристрій має новий склад елементів та 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, а саме формування команди запуску резервного механізму, видачі інформації в схему технологічної сигналізації видачі сигналізації про готовність та автоматичного спраювання резерву (АВР) а також видачі сигналізації роботи пристрою На фігурі 1 наведена блок-схема пристрою Пристрій складається з каналів 1, 2, 3 підготовки та спрацювання автоматичного включення резервного механізму, вузла 4 заборони роботи автоматичного включення резервного механізму та скидання пам'яті, програмованої логічної матриці 5, вузла 6 сигналізації, перетворювача 7 вихі сигналізацГі, перетворювача 7 вихідних сигналів, перетворювачів 8,9,10 вихідних сигналів, вузла 11 діагностики функціонування та передачі діагностичної інформацп На фігурі 2 представлена функціональна схема пристрою автоматичного включення резервного механізму БАР1-ДПИ, фіг 3 — канали 2, З підготовки та спрацювання АВР Пристрій автоматичного включення резервного механізму БАР1-ДПИ містить канап 1 підготовки та спрацювання автоматичного включення резервного механізму, який складається з трьох входів Вх1-1, Вх1-2, Вх1-3 спрацювання АВР по параметру, входу Вх1-4 відключення механізму, трьох входів Вх2-1, Вх2-2, Вх2-3 вводу АВР по параметру, входу Вх2-4 включення механізму, випрямлячів 12, 13, гальванічно розділених перетворювачів 14, 15 вхідних сигналів з 24В до 5В, перетворювачів 16, 17 вхідних сигналів з 24В до 5В, перетворювачів 18, 19, 20, 21 вхідних сигналів з 15В до 5В, буферних елементів 22, 23, 24, 25, 26, 27, канал 2 підготовки та спрацювання АВР, який складається з трьох входів Вх1-5, Вх1-6, Вх1-7 спрацювання АВР по параметру, входу Вх1-8 відключення механізму, трьох входів Вх2-5, Вх2-6, Вх2-7 вводу АВР по параметру, входу Вх2-9 включення механізму, випрямлячів 28, 29, гальванічно розділених перетворювачів ЗО, 31 вхідних сигналів з 24В до 5В, перетворювачів 32, 33 вхідних сигналів з 24В до 5В, перетворювачів 34, 35, 36, 37 вхідних сигналів з 15В до 5В, буферних елементів 38, 39, 40, 41, 42, 43, канал 3 підготовки та спрацювання АВР по параметру, який складається з трьох входів Вх1-9, Вх1-10, Вх1-11 спрацювання АВР по параметру, входу Вх1-12відключення механізму, трьох входів Вх2-9, Вх2-10, Вх2-11 вводу АВР по параметру, входу Вх2-12 включення механізму, випрямлячів 44, 45, гальванічно розділених перетворювачів 46, 47 вхідних сигналів з 24В до 5В, перетворювачів 48, 49 вхідних сигналів з 24В до 5В, перетворювачів 50, 51, 52, 53 вхідних сигналів з 15В до 5В, буферних елементів 54, 55, 56, 57, 58, 59, вузол 4 заборони роботи автоматичного включення резервного механізму та скидання пам'яті, який складається з трьох входів ВхЗ-1, ВхЗ-2, ВхЗ-3 сигналів заборони роботи АВР, трьох входів Вх5-1, Вх5-2, Вх5-3 сигналів інформації про готовність до включення резервного механізму, входу Вх4 скидання пам яті АВР спрацював, перетворювачів 60, 61 вхідних сигналів з 24В до 5В, гальванічно розділеного перетворювача 62 вхідних сигналів з 24В до 5В, перетворювачів 63, 64, 65, 66 вхідних сигналів з 15В до5В, буферних елементів 67, 68, 69, 70, 71, 72, програмовану логічну матрицю 5 (ПЛМ), вузол 6 сигналізації, перетворювач 7 вихідних сигналів з 5В до 15В, перетворювачів 8, 9 вихідних сигналів з 5В до 24В, перетворювач 10 вихідних сигналів з5В до 15В, вузол 11 діагностики функціонування та передачі діагностичної інформації Канали 1, 2, 3 підготовки та спрацювання автоматичного включення резервного механізму та вузол 4 заботони роботи АВР та скидання пам яті з'єднані з програмованою логічною матрицею, виходи якої з'єднані з вузлом 6 сигналізації, перетворювачами 7, 8, 9, 10 вихідних сигналів, вузлом 11 діагностики функціонування та передачі діагно 2180 Пристрій автоматичного включення резервноякий через перетворювач 7 вихідних сигналів з 5В го механізму БАРІ - ДПИ працює наступним чином. до 15В поступає на вихід ВихЗ; сигнал "АВР готов" Вхідні сигнали каналу 1 Вх1-1, Вх1-2, Вх1-3 через перетворювачі 7, 8 поступає на вихід Вих1спрацювання АВР по параметру та Вх1-4 відклю1,Вих1-2. чення механізму через відповідні перетворювачі Скидання сигналу "АВР спрацював" прово14, 16, 18, 19 вхідних сигналів, буферні елементи диться за допомогою вхідного сигналу Вх4, який 22, 23, 24 подаються на програмовану логічну мачерез перетворювач 61 та буферний елемент 69 трицю 5. Вхідний змінний сигнал Вх1-1 додатково поступає на ПЛМ 5 або за допомогою кнопки 73. проходить через випрямляч 12. Вхідні сигнали Перетворювачі вхідних сигналів та перетвоВх2-1, Вх2-2, Вх2-3 вводу АВР по параметру та рювачі 8, 9, 10 вихідних сигналів мають захисні вхідний сигнал Вх2-4 включення механізму через стабілітрони, супресори, резистори та гальванічно випрямляч 13, відповідні перетворювачі 15, 17, 20, розв'язуючі елементи. 21 та буферні елементи 25, 26, 27 поступають на Перетворювач 7 вихідних сигналів виконаний програмовану логічну матрицю 5. на мікросхемі, яка в своєму складі має захисні Аналогічно вхідні сигнали каналу 2 підготовки елементи, супресори, самовідновлювальні запобіта спрацювання АВР формують сигнал спрацюжники. вання АВР та вводу АВР по параметру через вхоВузол 11 діагностики функціонування та переди Вх1-5, Вх1-6, Вх1-7, Вх1-8, Вх2-5, Вх2-6, Вх2-7, дачі діагностичної Інформації, виконаний на мжроВх2-8, випрямлячі 28, 29; відповідні перетворювачі контролері, здійснює постійний контроль роботи 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 та буферні елементи ПЛМ 5,перетворювача 7 вихідних сигналів та ви38, 39, 40, 4 1 , 42, 43 подаються на програмовану значає місце установки пристрою в місці призналогічну матрицю 5. чення. При включенні пристрою також здійснюється контроль вузла сигналізації 6, шляВхідні сигнали каналу 3 підготовки та спрацюхом подачі команд управління вщ мікроконтролера вання АВР через входи Вх1 -9, Вх1 -10, Вх1 -11, Вх1 на ПЛМ 5. 12, Вх2-9, Вх2-10, Вх2-11, Вх2-12 через випрямлячі 44, 45, перетворювачі 46, 47, 48, 49, 50, 51, Зв'язок вузла діагностики 11 з пристроями 52, 53 вхідних сигналів та буферні елементи 54, зовнішнього контролю здійснюється за допомогою 55, 56, 57, 58, 59 подаються також на програмовалокальної мережі RS-485. ну логічну матрицю 5. Конструктивно корисна модель виконана на Вхідні сигнали заборони роботи АВР через друкованій платі, яка з двох боків закрита металевходи ВхЗ-1, ВхЗ-2, ВхЗ-3 та вхідні сигнали вими екранами , що дозволяє реалізувати необінформації про готовність до включення АВР через хідну захищеність від електромагнітних полів равходи Вх5-1, Вх5-2, Вх5-3 вузла 4 заборони роботи діочастотного діапазону, від індустріальних АВР та скидання пам'яті через відповідні перетвоперешкод, від електростатичних розрядів, від нерювачі 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66 вхідних сигналів , санкціонованого доступу та від пошкодження елебуферні елементи 67, 68, 70, 71, 72 поступають на ментів під час експлуатації. Використання елеменпрограмовану логічну матрицю 5. Згідно з програтів захисту ланцюгів живлення, входів та виходів мою ПЛМ 5 сигнали проходять логічну обробку. також здійснює захист від наносекундних та мікроПЛМ 5 формує наступні вихідні сигнали: "команда секундних імпульсних перешкод великої енергії. включення резервного механізму", який через пеВикористання сучасної елементної бази (мікроконретворювач 7 вихідних сигналів з 5В до 15В постутролер, ПЛМ) значно зменшує споживану потужпає на вихід Вих2; сигнал "АВР спрацював", який ність, поліпшує теплові режими та підвищує надійчерез перетворювачі 7, 9, 10 поступає на виходи ність блоку. Вих4-1, Вих4-2, Вих4-3; сигнал інформації в БАР 2, Фіг. 1 2180 14 О I ЙХ1-2 9 ї ї а — й ЇІ 23 18 19—24 13 77 25 20 26 21 27 60 67 63 68 10 62 73 161 64 70 65 71 66 72 11 Фіг 2 10 2180 28 9 I | BX1-6 38 34 a. 30 32 с 39 по відключенню механизму 35—40 29 — 31 41 36 42 37 43 і і 44 і ВХ1-10 9 | —* 48 54 50 а. 46 55 по вщкпючоиню 51 —56 45 47 49 57 52 58 при включе>*іі механизму ВХ2-12 53 Фіг З Комп'ютерна верстка Н Кураєва Підписне Тираж 39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП «Український інститут промислової власності», вул. Сімї Хохлових, 15, м Київ, 04119