УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ДИСКРЕТНЫХ ИСТОЧНИКОВ СИГНАЛОВ

Решение относится к области автоматического управления технологическим оборудованием и информационно-измерительной технике и, в частности, устройствам формирования и передачи электрических сигналов в импульсной форме и может быть использовано для контроля состояния дискретных источников сигналов (например, датчиков, кнопок, переключателей) в системах управления комплексами технологического оборудования, например автоматическими линиями, и информационно-измерительных системах.
В указанных областях техники имеется необходимость получения информации о ходе контролируемого технологического процесса с помощью дискретных контактных датчиков, замкнутое или разомкнутое состояния которых определяется технологическим процессом.
В качестве прототипа может быть принято устройство контроля состояния дискретных источников сигналов (патент РФ на полезную модель №59301, G08C 19/18, Н02М 3/335, опубл. 10.12.2006 г.), содержащее источник импульсов, выход которого подключен к одному из выводов контактного датчика, другой вывод которого подключен к линии связи, к другому концу которой подключен делитель из двух последовательно включенных резисторов, к выходу которого подключен один из входов ключа синхронного детектора, вход управления которого подключен к выходу генератора, управляющего силовым ключом источника импульсов, а к выходу синхронного детектора подключен вход фильтра, выход которого подключен к входу контрольного устройства для формирования команд управления
К недостаткам прототипа следует отнести возможность изменения напряжения на входах контрольного устройства при изменении числа одновременно включенных контролируемых датчиков вследствие соответствующего изменения потребляемого тока от источника питания, что снижает достоверность контроля состояния дискретных источников сигнала.
Этот недостаток является характерным для схем питания датчиков от общего источника, что чаще всего имеет место на практике.
Решаемая задача - повышение достоверности контроля состояния дискретных источников сигналов.
Технический результат - стабилизация напряжения, соответствующего включенному состоянию контролируемых датчиков, которое поступает на входы контрольного устройства.
Этот результат достигается тем, что в устройство контроля состояния дискретных источников сигналов, содержащее источник импульсов с генератором, выход источника импульсов подключен к одному из выводов контактного датчика, другой вывод которого подключен к линии связи, к другому концу которой подключен делитель из двух последовательно включенных резисторов, к выходу которого подключен один из входов ключа синхронного детектора с фильтром, вход управления которого подключен к выходу генератора импульсов, управляющего силовым ключом источника импульсов, введен отдельный канал управления, содержащий делитель из двух последовательно включенных резисторов, ключ, фильтр и устройство сравнения, вход канала управления подключен непосредственно к выходу источника импульсов, а выход фильтра отдельного канала управления подключен к первому входу устройства сравнения, второй вход которого подключен к источнику напряжения уставки, определяющей необходимую величину выходного напряжения фильтра отдельного канала управления, а выход устройства сравнения подключен к входу управления шириной импульсов генератора, входящего в состав источника импульсов.
Изменение ширины импульсов этого источника позволяет поддерживать на постоянном уровне величину напряжения на выходе фильтров всех каналов, несмотря на изменение амплитуды импульсов, поступающих на входы каналов при замыкании различного числа контактных датчиков.
Принципиальная схема устройства показана на чертеже. Выход источника импульсов 1 подключен к одному из выводов контактного датчика 2 (SQ1-SQN) и непосредственно через линию связи 3 к входам N-каналов входного модуля, содержащих резисторы, ключи, фильтры Введен
уст
отдельный канал управления, содержащий делитель из двух последовательно включенных резисторов R1, R2-4, 5, к выходу которого подключен один из входов ключа (VT2) 6 синхронного детектора с фильтром 7, вход управления которого (цепь базы транзистора VT2) подключен к выходу генератора импульсов 8, управляющего силовым ключом 9 источника импульсов 1, а выход фильтра 7 подключен к первому входу устройства сравнения 10, второй вход которого подключен к источнику напряжения 11 уставки U, определяющей необходимую величину выходного напряжения фильтра 7, а выход устройства сравнения подключен к входу управления шириной импульсов генератора 8, входящего в состав источника импульсов 1.
Устройство работает следующим образом.
ф
уст
ф
уст
ф
уст
ф
уст
и
ф
уст
При отсутствии замкнутых контактов датчиков SQ1-SQN (исходное состояние), напряжение U на выходе фильтра 7 канала управления превышает напряжение уставки U. В соответствии с величиной отклонения (U-U) устройство сравнения 10 выдает сигнал на уменьшение ширины импульсов генератора 8. Этот процесс происходит до тех пор, пока не выполнится с заданной точностью условие U-U. При включении произвольного числа датчиков SQ1-SQN напряжение U на выходе фильтра становится меньше U. В этом случае устройство сравнения 10 формирует сигнал на увеличение ширины импульсов генератора 8. Учитывая, что период следования импульсов Т много меньше длительности замкнутого состояния датчиков, требуемое равенство U=U устанавливается независимо от количества датчиков с замкнутыми контактами.
При этом будет обеспечено постоянство выходных напряжений фильтров 7 каналов 1-N, поскольку схема отдельного канала управления выполнена аналогично схемам всех каналов входного модуля. Тем самым повышается достоверность контроля состояния дискретных датчиков в условиях произвольного числа датчиков, находящихся в замкнутых состояниях. Таким образом, обеспечивается адаптация (самонастройка) устройства контроля состояния дискретных источников сигналов не только в зависимости от количества датчиков, находящихся в замкнутом состоянии, но и в целом при изменении сетевого напряжения источника питания датчиков.