УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНТАКТНОГО ДАТЧИКА

Полезная модель относится к технике сигнализации и может быть использована для контроля состояния контактных датчиков, запитанных напряжением.
Известно устройство для контроля контактного датчика, принятое в качестве аналога (патент РФ №2419160 на изобретение от 20.05.2011 г.), которое содержит электронное реле с замыкающим контактом, проводную линию связи с разрывом для подключения размыкающего контакта контактного датчика, плюсовую и минусовую шины питания, первый и второй диоды, первый и второй резисторы, второй выключатель, электронный ключ. Причем, катод первого диода соединен с одним концом линии связи, другой конец которой через размыкающий контакт первого выключателя соединен с минусовой шиной питания. К тому же первый вывод второго резистора соединен с анодами первого и второго диодов, а второй вывод второго резистора соединен со вторым входом электронного ключа. Первый вывод первого резистора соединен со вторым выходом электронного реле и является выходом устройства для контроля контактного датчика, его второй вывод соединен с катодом второго диода либо непосредственно, либо через дополнительно введенный стабилитрон, с первым входом электронного реле и через замыкающий контакт второго выключателя со вторым входом электронного реле. Первый и второй входы электронного ключа являются первым и вторым входами устройства для контроля контактного датчика, а его первый выход соединен с плюсовой шиной питания и первым выходом электронного реле. Второй вход электронного реле соединен с минусовой шиной питания.
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности сохранения работоспособности при наличии одной возможной неисправности (резервирование канала), отсутствие возможности проверки целостности цепи одного канала, при одновременной работе другого, отсутствие возможности автоматического управления работоспособностью, отсутствие возможности контроля контактного датчика, запитанного напряжением, низкая функциональная надежность, обусловленная тем, что состояние контактного датчика контролируется напряжением.
Известно устройство для контроля контактного датчика, принятое в качестве прототипа (патент РФ №2500034 на изобретение от 27.11.2011 г.), которое содержит первый, второй каналы контроля контактного датчика и контролируемый контактный датчик. Первый канал известного устройства содержит первый и второй замыкающий контакт, первую проводную линию связи с разрывом для подключения размыкающего контакта контактного датчика, плюсовую и минусовую шины питания первого канала, первый электронный ключ, первый регулятор тока, первый регистратор тока. При этом первый вывод второго замыкающего контакта подключен ко второму выводу первого замыкающего контакта, а второй вывод - к минусовой шине питания первого канала. Вход первого регулятора тока подключен к выходу первого электронного ключа, вход которого соединен с плюсовой шиной питания первого канала. Выход первого регулятора тока соединен с входом первого регистратора тока. Первый выход регистратора тока подключен к первому выводу первого замыкающего контакта, а второй выход является первым выходом устройства для контроля контактного датчика. К тому же, первый и второй замыкающие контакты, первый электронный ключ, первый регулятор тока и первый регистратор тока зашунтированы двусторонними стабилитронами. Во втором канале известного устройства плюсовая шина питания второго канала через второй электронный ключ, второй регулятор тока, второй регистратор тока, вторую проводную линию связи с разрывом для подключения размыкающего контакта контактного датчика соединена с минусовой шиной питания второго канала. Выход второго электронного ключа соединен с входом второго регулятора тока. Выход второго регулятора тока является входом второго регистратора тока. Первый выход второго регистратора тока является вторым выходом устройства для контроля контактного датчика. Второй выход второго регистратора тока соединен со второй проводной линией связи и первым выводом третьего замыкающего контакта, второй вывод которого соединен с первым выводом четвертого замыкающего контакта. Второй вывод четвертого замыкающего контакта соединен с минусовой шиной питания второго канала. При этом второй электронный ключ, второй регулятор тока, второй регистратор тока, третий и четвертый замыкающие контакты зашунтированы двусторонними стабилитронами.
Недостатком данного устройства является отсутствие контроля контактного датчика, запитанного напряжением и возможное поступление ложного сигнала на регистраторы тока обоих каналов, контролирующих состояние контактного датчика и целостности цепи при одновременной работе одного из каналов и проверке целостности цепи другого канала.
Технический результат заявленной полезной модели направлен на решение задачи контроля контактного датчика, запитанного напряжением, и на исключение влияния одного канала на другой при их одновременной работе.
Для достижения указанного технического результата в устройстве для контроля контактного датчика первый и второй канал контролируют контактный датчик, запитанный третьим источником напряжения, положительный выход которого соединен со вторым выводом размыкающего контакта контактного датчика. При этом первый канал содержит первый замыкающий контакт, первую проводную линию связи с разрывом для подключения размыкающего контакта упомянутого датчика, минусовую шину питания первого канала, первый электронный ключ, первый регулятор тока, первый регистратор тока. Выход первого регулятора тока соединен с входом первого регистратора тока. Причем, вход первого регулятора тока соединен с выходом третьего регулятора тока, вход которого соединен с первым выходом первого электронного ключа и первым выводом первого стабилитрона. Второй вывод первого стабилитрона соединен со вторым выходом первого регистратора тока. Первый выход первого регистратора тока является первым выходом устройства для контроля контактного датчика. Первый электронный ключ, первый замыкающий контакт зашунтированы вторым и третьим двусторонними стабилитронами соответственно. Для достижения указанного технического результата в первый канал заявляемого устройства дополнительно введены последовательно соединенные первый и второй диоды, первый источник напряжения. При этом катод первого диода соединен со вторым выводом первого электронного ключа и первым выводом первого замыкающего контакта, второй вывод которого соединен с положительным выходом первого источника напряжения. Отрицательный выход первого источника напряжения соединен с минусовой шиной первого канала, вторым входом первого регистратора тока и отрицательным выходом третьего источника напряжения. При этом анод второго диода подключен через первую проводную линию связи к первому выводу размыкающего контакта контактного датчика. Второй канал заявляемого устройства содержит второй замыкающий контакт, вторую проводную линию связи с разрывом для подключения размыкающего контакта контактного датчика, минусовую шину питания второго канала, второй электронный ключ, второй регулятор тока, второй регистратор тока. Выход второго регулятора тока является входом второго регистратора тока. Причем, вход второго регулятора тока соединен с выходом четвертого регулятора тока, вход которого соединен с первым выходом второго электронного ключа и первым выводом четвертого стабилитрона. Второй вывод четвертого стабилитрона соединен со вторым выходом второго регистратора тока. Первый выход второго регистратора тока является вторым выходом устройства для контроля контактного датчика. Второй замыкающий контакт, второй электронный ключ зашунтированы пятым и шестым двусторонними стабилитронами соответственно. Для достижения указанного технического результата во второй канал заявляемого устройства дополнительно введены последовательно соединенные третий и четвертый диоды, второй источник напряжения. При этом катод третьего диода соединен со вторым выводом второго электронного ключа и первым выводом второго замыкающего контакта, второй выход которого соединен с положительным выходом второго источника напряжения. Отрицательный выход второго источника напряжения соединен с минусовой шиной второго канала, вторым выходом второго регистратора тока и отрицательным выходом третьего источника напряжения. При этом анод четвертого диода подключен через вторую проводную линию связи к первому выводу размыкающего контакта контактного датчика.
Полезная модель поясняется структурной схемой, приведенной на фиг. 1.
Устройство для контроля контактного датчика содержит:
1 - первый канал;
2 - второй канал.
В первом канале 1 показано:
3 - первый выход устройства для контроля контактного датчика;
4 - минусовая шина питания первого канала;
5 - третий регулятор тока;
6 - первый регулятор тока;
7 - первый регистратор тока;
8 - второй двусторонний стабилитрон;
9 - первый электронный ключ;
10 - первый двусторонний стабилитрон;
11 - первый замыкающий контакт;
12 - третий двусторонний стабилитрон;
13 - первый источник напряжения;
14 - первый диод;
15 - второй диод;
16 - первая линия связи.
Во втором канале 2 показано:
19 - вторая линия связи;
20 - четвертый диод;
21 - третий диод;
22 - пятый двусторонний стабилитрон;
23 - второй замыкающий контакт;
24 - второй источник напряжения;
25 - шестой двусторонний стабилитрон;
26 - второй электронный ключ;
27 - четвертый двусторонний стабилитрон;
28 - четвертый регулятор тока;
29 - второй регулятор тока;
30 - второй регистратор тока;
31 - второй выход устройства для контроля контактного датчика
32 - минусовая шина питания второго канала;
17 - размыкающий контакт контактного датчика;
18 - третий источник напряжения.
Функционирование заявляемого устройства для контроля контактного датчика происходит следующим образом.
Управление первым электронным ключом 9, первым замыкающим контактом 11 осуществляется микроконтроллером (на фигуре не указан) по заранее заданному алгоритму.
В режиме основной работы первого канала 1 от положительного выхода третьего источника напряжения 18 к его отрицательному выходу через размыкающий контакт контактного датчика 17, первую проводную линию связи 16, последовательно соединенные второй 15 и первый 14 диоды, замкнутый первый электронный ключ 9, третий 5 и первый 6 регуляторы тока, первый регистратор тока 7, минусовую шину питания первого канала 4 протекает ток, параметры которого определяются элементами первого 6 и третьего 5 регуляторов тока. Дублирование первого регулятора тока 6 третьим 5, и первого диода 14 вторым 15 обеспечивает работу устройства для контроля контактного датчика при наличии одной возможной неисправности первого канала 1.
При срабатывании контактного датчика 17, т.е. при размыкании (замыкании) его контакта, указанная цепь разрывается (замыкается), и протекание тока по ней прекращается (возобновляется). В результате, первый регистратор тока 7 выдает сигнал о срабатывании контактного датчика 17 на первый выход 3 устройства для контроля контактного датчика микроконтроллеру (на фигуре не указан).
Для предотвращения перетекания контролирующего тока из первого канала 1 во второй 2 введены последовательно соединенные третий 21 и четвертый 20 диоды.
Работоспособность первого канала 1 устройства диагностируется следующими проверками:
1) Размыкание контакта первого электронного ключа 9 при замкнутом контактном датчике 17 должно сопровождаться изменением сигнала первого регистратора тока 7, контролируемого на первом выходе 3 устройства для контроля контактного датчика.
2) Замыкание первого замыкающего контакта 11 при разомкнутом контактном датчике 17 и замкнутом первом электронном ключе 9 должно обеспечить замкнутую цепь: от положительного выхода первого источника напряжения 13 к его отрицательному выходу через замкнутый контакт первого замыкающего контакта 11, первый электронный ключ 9, третий 5 и первый 6 регуляторы тока, первый регистратор тока 7, минусовую шину первого канала 4 - для протекания контролирующего тока, и, соответственно, изменение сигнала первого регистратора тока 7, контролируемого на первом выходе 3 устройства для контроля контактного датчика. Последующее размыкание первого замыкающего контакта 11 имитирует размыкание контактного датчика 17, в результате должен измениться сигнал, вырабатываемый первым регистратором тока 7 на первом выходе 3 устройства.
Для защиты от перенапряжения при размыкании первый электронный ключ 9, первый замыкающий контакт 11 зашунтированы вторым 8 и третьим 12 двусторонними стабилитронами соответственно, а первый 6, третий 5 регуляторы тока и первый регистратор тока 7 зашунтированы первым двусторонним стабилитроном 10.
При проверке работоспособности первого канала 1 воздействие первого источника напряжения 13 на контактный датчик 17 или на второй канал 2 устройства исключено последовательно соединенными первым 14 и вторым 15 диодами.
В случае выявления некорректной работы первого канала 1, контроль над состоянием контактного датчика 17 передается второму каналу 2.
В режиме основной работы второго канала 2 от положительного выхода третьего источника напряжения 18 к его отрицательному выходу через размыкающий контакт контактного датчика 17, вторую проводную линию связи 19, последовательно соединенные четвертый 20 и третий 21 диоды, замкнутый второй электронный ключ 26, четвертый 28 и второй 29 регуляторы тока, второй регистратор тока 30, минусовую шину питания второго канала 32 протекает ток, параметры которого определяются элементами четвертого 28 и второго 29 регуляторов тока. Дублирование второго регулятора тока 29 четвертым 28, и третьего диода 21 четвертым 20 обеспечивает работу устройства при наличии одной возможной неисправности второго канала 2.
При срабатывании контактного датчика 17, т.е. при размыкании (замыкании) его контакта, указанная цепь разрывается (замыкается), и протекание тока по ней прекращается (возобновляется). В результате, второй регистратор тока 30 выдает сигнал о срабатывании контактного датчика 17 на второй выход 31 устройства для контроля контактного датчика микроконтроллеру (на фигуре не указан).
Для предотвращения перетекания контролирующего тока из второго канала 2 в первый 1 введены последовательно соединенные первый 14 и второй 15 диоды.
Работоспособность второго канала 2 устройства диагностируется следующими проверками:
1) Размыкание контакта второго электронного ключа 26 при замкнутом контактном датчике 17 должно сопровождаться изменением сигнала второго регистратора тока 30, контролируемого на втором выходе 31 устройства для контроля контактного датчика.
2) Замыкание второго замыкающего контакта 23 при разомкнутом контактном датчике 17 и замкнутом втором электронном ключе 26 должно обеспечить замкнутую цепь: от положительного выхода второго источника напряжения 24 к его отрицательному выходу через замкнутый контакт второго замыкающего контакта 23, первый электронный ключ 26, четвертый 28 и второй 29 регуляторы тока, второй регистратор тока 30, минусовую шину второго канала 32 - для протекания контролирующего тока, и, соответственно, изменение сигнала второго регистратора тока 30, контролируемого на втором выходе 31 устройства для контроля контактного датчика. Последующее размыкание второго замыкающего контакта 23 имитирует размыкание контактного датчика 17, в результате должен измениться сигнал, вырабатываемый вторым регистратором тока 30 на втором выходе 31 устройства
Для защиты от перенапряжения при размыкании второй электронный ключ 26, второй замыкающий контакт 12 зашунтированы шестым 25 и пятым 22 двусторонними стабилитронами соответственно, а второй 29, четвертый 28 регуляторы тока и второй регистратор тока 30 зашунтированы четвертым двусторонним стабилитроном 27.
При проверке работоспособности второго канала 2 воздействие второго источника напряжения 24 на контактный датчик 17 или на первый канал 1 устройства исключено последовательно соединенными третьим 21 и четвертым 20 диодами.
Достоинство применения в заявляемой полезной модели первого 6, второго 29, третьего 5 и четвертого 28 регуляторов тока по сравнению с источником напряжения в том, что они позволяют иметь неопределенные параметры цепей контактного датчика 17.
Таким образом, соединение элементов первого 1 и второго 2 канала, описанные ниже, позволяют контролировать размыкающий контакт контактного датчика 17, запитанного третьим источником напряжения 18. При этом положительный выход третьего источника напряжения 18 соединен со вторым выводом размыкающего контакта контактного датчика 17.
При этом первый канал 1 содержит первый замыкающий контакт 11, первую проводную линию связи 16 с разрывом для подключения размыкающего контакта контактного датчика 17, минусовую шину питания первого канала 4, первый электронный ключ 9, первый регулятор тока 6, первый регистратор тока 7. Выход первого регулятора тока 6 соединен с входом первого регистратора тока 7. Причем, вход первого регулятора тока 6 соединен с выходом третьего регулятора тока 5, вход которого соединен с первым выходом первого электронного ключа 9 и первым выводом первого стабилитрона 10. Второй вывод первого стабилитрона 10 соединен со вторым выходом первого регистратора тока 7. Первый выход первого регистратора тока 7 является первым выходом 3 устройства для контроля контактного датчика. Первый электронный ключ 9, первый замыкающий контакт 11 зашунтированы вторым 8 и третьим 12 двусторонними стабилитронами соответственно. В первый канал 1 заявляемого устройства дополнительно введены последовательно соединенные первый 14 и второй 15 диоды, первый источник напряжения 13. При этом катод первого диода 14 соединен со вторым выводом первого электронного ключа 9 и первым выводом первого замыкающего контакта 11, второй вывод которого соединен с положительным выходом первого источника напряжения 13. Отрицательный выход первого источника напряжения 13 соединен с минусовой шиной первого канала 4, вторым входом первого регистратора тока 7 и отрицательным выходом третьего источника напряжения 18. При этом анод второго диода 15 подключен через первую проводную линию связи 16 к первому выводу размыкающего контакта контактного датчика 17.
Второй канал 2 заявляемого устройства содержит второй замыкающий контакт 23, вторую проводную линию связи 19 с разрывом для подключения размыкающего контакта контактного датчика 17, минусовую шину питания второго канала 32, второй электронный ключ 26, второй регулятор тока 29, второй регистратор тока 30. Выход второго регулятора тока 29 является входом второго регистратора тока 30. Причем, вход второго регулятора тока 29 соединен с выходом четвертого регулятора тока 28, вход которого соединен с первым выходом второго электронного ключа 26 и первым выводом четвертого стабилитрона 27. Второй вывод четвертого стабилитрона 27 соединен со вторым выходом второго регистратора тока 30. Первый выход второго регистратора тока 30 является вторым выходом 31 устройства для контроля контактного датчика. Второй замыкающий контакт 23, второй электронный ключ 26 зашунтированы пятым 22 и шестым 25 двусторонними стабилитронами соответственно. Во второй канал 2 заявляемого устройства дополнительно введены последовательно соединенные третий 21 и четвертый 22 диоды, второй источник напряжения 24. При этом катод третьего диода 21 соединен со вторым выводом второго электронного ключа 26 и первым выводом второго замыкающего контакта 23, второй выход которого соединен с положительным выходом второго источника напряжения 24. Отрицательный выход второго источника напряжения 24 соединен с минусовой шиной второго канала 32, вторым выходом второго регистратора тока 30 и отрицательным выходом третьего источника напряжения 18. При этом анод четвертого диода 21 подключен через вторую проводную линию связи 19 к первому выводу размыкающего контакта контактного датчика 18.
Таким образом, использование предложенного технического решения направлено на решение задачи контроля контактного датчика, запитанного напряжением, и на исключение влияния одного канала на другой при их одновременной работе.