УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДВУСТАБИЛЬНЫМИ ПОЛЯРИЗОВАННЫМИ РЕЛЕ
CONTROL DEVICE FOR DOUBLE POLARIZED RELAYS

Изобретение относится к релейной автоматике и может быть использовано для управления внешними исполнительными устройствами.
Известен «Коммутатор» (см. патент РФ №2035785, МПК: H01H 41/00, опубл. 20.05.1995), содержащий группу параллельно включенных каналов, в каждом из которых имеются пять выводов, обмотка включения реле канала, ключ управления с замыкающим контактом, кнопка запуска с замыкающим контактом, первый и второй диоды, третий и четвертый дополнительные диоды, резистор, тиристор. Кроме того, имеются общие элементы: вспомогательное двустабильное поляризованное реле с обмотками включения и отключения и его переключающий и замыкающий контакты, дополнительное двустабильное поляризованное реле с обмотками включения и отключения и его переключающий и размыкающий контакты, резистор, тиристор, дополнительная кнопка управления с замыкающим контактом, первый и второй общие дополнительные диоды, выходной и замыкающий контакты программно-временного устройства, кнопка общего сброса с замыкающим контактом, первый и второй выводы для подключения источника питания. Первые выводы всех каналов соединены и подключены к первому выводу размыкающего контакта вспомогательного реле, второй вывод которого подключен к первому выводу ключа общего сброса, вторые выводы всех каналов соединены, третьи выводы каналов соединены, в каждом канале первый и второй диоды соединены анодами. Первый вывод обмотки включения реле в каждом канале подключен к первому выводу замыкающего контакта ключа управления, второй вывод обмотки включения реле канала подключен к четвертому выводу канала, четвертые выводы каналов соединены и подключены ко второму выводу для подключения источника питания. Первые выводы всех каналов подключены к первому выводу обмотки включения вспомогательного реле, вывод подвижной контакт-детали размыкающего контакта этого реле подключен к первому выводу для подключения источника питания. Вторые выводы всех каналов подключены к неподвижному выводу замыкающего контакта вспомогательного реле, катоду первого общего дополнительного диода, первому выводу замыкающего контакта общей дополнительной кнопки управления, первому выводу замыкающего выходного контакта программно-временного устройства. Второй вывод программно-временного устройства подключен ко второму выводу замыкающего контакта кнопки общего сброса, первому выводу обмотки отключения вспомогательного реле, аноду второго общего дополнительного диода, катод которого подключен ко второму выводу замыкающего контакта общей дополнительной кнопки управления, первому выводу обмотки отключения дополнительного реле, второй вывод которой подключен к неподвижному выводу замыкающего контакта дополнительного реле, второму выводу обмотки включения вспомогательного реле. Третий вывод каждого из каналов подключен к аноду общего тиристора, катод которого подключен к первому выводу обмотки включения дополнительного реле, второй вывод которой подключен к выводу неподвижного размыкающего контакта этого реле. Пятый вывод каждого из каналов подключен к первому выводу общего резистора, второй вывод которого подключен к выводу управляющего электрода общего тиристора. Второй вывод обмотки отключения вспомогательного реле подключен ко второму выводу для подключения источника питания к выводу подвижной контакт-детали размыкающего и замыкающего контактов дополнительного реле, аноду первого общего дополнительного диода. Первый вывод в каждом из каналов подключен к первому выводу замыкающего контакта дополнительной кнопки запуска, второй вывод которой подключен к анодам третьего дополнительного, первого и второго диодов. Катод третьего дополнительного диода в каждом из каналов подключен к первому выводу резистора, второй вывод которого подключен к выводу управляющего электрода тиристора, катод первого диода подключен к пятому выводу канала. Катод второго диода подключен ко второму выводу каждого канала и аноду тиристора, катод которого подключен ко второму выводу замыкающего контакта ключа управления, первый вывод которого подключен к аноду четвертого дополнительного диода, катод которого подключен к третьему выводу канала. Размыкающий контакт дополнительного реле, замыкающий контакт вспомогательного реле и вход запуска программно-временного устройства соединены в последовательную цепь между выводами для подключения источника питания. При этом программно-временное устройство выполнено с замыканием его выходного замыкающего контакта после завершения обработки заданной программы, удержанием этого контакта в замкнутом состоянии в течение времени последействия команды запуска на входе запуска программно-временного устройства, считая от момента завершения обработки заданной временной программы, и возвращением этого контакта в исходное разомкнутое состояние после снятия команды запуска на входе запуска программно-временного устройства, считая от момента завершения отработки заданной временной программы.
Недостатком вышеуказанного коммутатора является отсутствие возможности переключения дополнительного и вспомогательного двустабильных поляризованных реле при возникновении одиночного отказа (сбоя) в цепях устройства, обеспечивающих подачу напряжения питания на обмотку включения (отключения) соответствующего реле (например, при отказе замыкающего контакта кнопки общего сброса).
Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому взято в качестве прототипа.
Решаемой технической проблемой является создание устройства управления двустабильными поляризованными реле с повышенной надежностью управления двустабильными поляризованными реле.
Достигаемым техническим результатом является обеспечение безотказной работы двуетабильных поляризованных реле в устройстве при возникновении отказа (сбоя) в работе управляющих ключей одного из его каналов.
Для достижения технического результата в устройстве управления двустабильными поляризованными реле, включающее в себя два реле, каждое из которых содержит обмотку включения и обмотку отключения, первый и второй выводы для подключения первого источника питания, новым является то, что дополнительно введены первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой управляющие ключи, первый и второй выводы для подключения второго источника питания, первый вывод соединен с первыми выводами первого и третьего управляющих ключей, второй вывод последнего из которых соединен с первым выводом обмотки отключения первого реле, со вторым выводом обмотки включения второго реле и с первым выводом четвертого управляющего ключа, второй вывод которого соединен со вторым выводом для подключения второго источника питания и со вторым выводом второго управляющего ключа, первый вывод которого соединен со вторым выводом первого управляющего ключа, со вторым выводом обмотки отключения первого реле и с первым выводом обмотки включения второго реле, первый и второй выводы обмотки отключения которого соединены с первыми выводами шестого и восьмого управляющих ключей соответственно, вторые выводы которых соединены между собой и подключены к первому выводу для подключения первого источника питания, второй вывод для подключения первого источника питания соединен с первыми выводами пятого и седьмого управляющих ключей, вторые выводы которых соединены с первыми выводами шестого и восьмого управляющих ключей соответственно, первый и второй выводы обмотки включения первого реле соединены со вторыми выводами седьмого и пятого управляющих ключей соответственно.
Указанная совокупность существенных признаков позволяет повысить надежность управления двустабильными поляризованными реле с обмотками включения и отключения в каждом из двух каналов заявляемого устройства при возникновении отказа (сбоя) в работе управляющих ключей одного из каналов устройства.
На фиг. 1 представлена схема устройство управления двустабильными поляризованными реле.
Устройство управления двустабильными поляризованными реле содержит (см. фиг. 1): первое 1 и второе 2 двустабильные поляризованные реле с обмотками включения и отключения, первый 4 и второй 3 выводы для подключения первого источника питания, управляющие ключи 5, 6, 7. 8, 9, 10, 11, 12, первый 13 и второй 14 выводы для подключения второго источника питания. Первый вывод обмотки включения двустабильного поляризованного реле 1 соединен со вторым выводом управляющего ключа 6, первый вывод которого соединен со вторым выводом 3 для подключения первого источника питания и с первым выводом управляющего ключа 5, второй вывод которого соединен со вторым выводом обмотки включения реле 1, с первым выводом управляющего ключа 7 и с первым выводом обмотки отключения двустабильного поляризованного реле 2. Второй вывод обмотки отключения реле 2 подключен ко второму выводу управляющего ключа 6 и первому выводу управляющего ключа 8, второй вывод которого подключен ко второму выводу управляющего ключа 7 и к первому выводу 4 для подключения первого источника питания. Первый вывод обмотки включения двустабильного поляризованного реле 2 соединен со вторым выводом управляющего ключа 9, с первым выводом управляющего ключа 11 и со вторым выводом обмотки отключения двустабильного поляризованного реле 1. Первый вывод обмотки отключения двустабильного поляризованного реле 1 соединен со вторым выводом обмотки включения двустабильного поляризованного реле 2, с первым выводом управляющего ключа 12 и со вторым выводом управляющего ключа 10, первый вывод которого соединен с первым выводом управляющего ключа 9 и с первым выводом 13 для подключения второго источника питания. Второй вывод 14 для подключения второго источника питания подключен ко вторым выводам управляющих ключей 11 и 12.
Реле 1, управляющие ключи 5, 6. 7, 8, а также второй вывод 3 и первый вывод 4 для подключения первого источника питания входя т в состав первого канала устройства, а реле 2. управляющие ключи 9, 10, 11, 12 и первый вывод 13 и второй вывод 14 для подключения второго источника питания входят в состав второго канала устройства. При этом обмотка отключения реле I и обмотка включения реле 2 управляются управляющими ключами второго канала устройства, а обмотка включения реле 1 и обмотка отключения реле 2 - управляющими ключами второго канала устройства. Первые выводы обмоток включения и отключения реле 1 и 2, отмеченные знаком  являются началами данных обмоток, а вторые их выводы - концами обмоток.
В качестве реле 1, 2 с обмотками включения и отключения могут быть использованы двустабильные поляризованные реле типа РИС 46 (Игловский И.Г., Владимиров Г.В. Справочник по слаботочным электрическим реле. - Л.: Изд. «Энергоатомиздат», 1990. - С. 427-430). Управляющие ключи 5, 6, 9, 10 могут быть выполнены в виде замыкающих контактов двухпозиционных одностабильных электромагнитных реле РЭС-80 (Игловский И.Г., Владимиров Г.В. Справочник по слаботочным электрическим реле. - Л.: Изд. «Энергоатомиздат». 1990. - С. 113-121) или в виде электронных ключей на полевых транзисторах по схеме (см. фиг. 2). Управляющие ключи 7, 8, 11, 12 могут быть выполнены в виде замыкающих контактов двухпозиционных одностабильных электромагнитных реле РЭС-80 (Игловский ИЛ., Владимиров Г.В. Справочник по слаботочным электрическим реле. - Л.: Изд. «Энергоатомиздат», 1990. - С. 113-121) или в виде электронных ключей на полевых транзисторах по схеме (см. фиг. 3).
Включение каждого из управляющих ключей 5, 6. 7. 8, 9, 10, 11, 12 происходит при поступлении на него сигнала включения от внешнего управляющего устройства (на фиг. 1 не показано), а выключение - после снятия данного сигнала включения.
Устройство управления двустабильными поляризованными реле работает следующим образом.
Подключают первый вывод 4 и второй вывод 3 к отрицательному и положительному полюсам первого источника питания соответственно, а первый вывод 13 и второй вывод 14 к положительному и отрицательному полюсам второго источника питания соответственно.
В исходном состоянии устройства двустабильные поляризованные реле! и 2 отключены, управляющие ключи 5, 6, 7, 8, 9, 11, 10, 12 выключены.
Включают управляющие ключи 6 и 7 для включения реле 1 в первом канале устройства и управляющие ключи 9 и 12 для включения реле 2 во втором его канале.
После включения управляющих ключей 6 и 7 в первом канале устройства ток идет по цепи: второй вывод 3 для подключения первого источника питания, включенный управляющий ключ 6, далее по двум параллельным цепям (обмотка включения реле 1. обмотка отключения реле 2), включенный управляющий ключ 7 и первый вывод 4 для подключения первого источника питания. При этом первый и второй выводы обмотки включения реле 1 подключаются к положительному и отрицательному полюсам первого источника питания соответственно. На обмотку включения реле 1 подается напряжение прямой полярности, при котором ток идет в прямом направлении от первого вывода обмотки включения ко второму ее выводу, что обеспечивает включение реле 1 в первом канале устройства. Одновременно на обмотку отключения реле 2 во втором канале устройства подается напряжение питания обратной полярности, поскольку первый и второй выводы обмотки отключения реле 2 подключаются к отрицательному и положительном}' полюсам первого источника питания соответственно. В результате ток идет в обратном направлении: от второго вывода обмотки отключения к первому выводу, при этом обмотка отключения обеспечивает включение двустабильное поляризованного реле 2 во втором канале устройства. После выключения управляющих ключей 6 и 7 в первом канале устройства обмотка включения реле 1 и обмотка отключения реле 2 обесточиваются, реле 1 и 2 находятся во включенном состоянии. Следовательно, включения управляющих ключей 6 и 7 первого канала устройства достаточно для включения двустабильных поляризованных реле 1 и реле 2 в обоих каналах устройства, независимо от работоспособности управляющих ключей 9 и 12 во втором канале устройства.
При включении управляющих ключей 9 и 12 во втором канале устройства ток идет по цепи: первый вывод 13 для подключения второго источника питания, включенный управляющий ключ 9, далее по двум параллельным цепям (обмотка включения реле 2, обмотка отключения реле 1), включенный управляющий ключ 12 и второй вывод 14 для подключения второго источника питания. Первый и второй выводы обмотки включения реле 2 подключаются к положительному и отрицательному полюсам второго источника питания соответственно. При этом ток идет в прямом направлении: от первого вывода обмотки включения ко второму ее выводу, что обеспечивает переключение реле 2 второго канала устройства во включенное состояние (или подтверждает его включенное состояние). Одновременно на обмотку отключения реле 1 первого канала устройства поступает напряжение питания обратной полярности. В результате возникает ток в обратном направлении: от второго вывода обмотки отключения к первому выводу, что обеспечивает включение двустабильного поляризованного реле 1 в первом канале устройства (или подтверждает его включенное состояние). После выключения управляющих ключей 9 и 12 во втором канале устройства обмотка включения реле 2 и обмотка отключения реле 1 обесточиваются, реле 1 и 2 также остаются во включенном состоянии. Следовательно, включения управляющих ключей 9 и 12 второго канала устройства также достаточно для включения двустабильных поляризованных реле 1 и 2 в обоих каналах устройства. независимо от работоспособности управляющих ключей 6 и 7 в первом канале устройства.
Для отключения двустабильных поляризованных реле 1 и 2 включают управляющие ключи 5 и 8 в первом канале устройства и управляющие ключи 10 и 11 во втором канале.
После включения управляющих ключей 5 и 8 в первом канале устройства ток идет по цепи: второй вывод 3 для подключения первого источника питания, включенный управляющий ключ 5, далее по двум параллельным цепям (обмотка включения реле 1, обмотка отключения реле 2), включенный управляющий ключ 8 и первый вывод 4 для подключения первого источника питания. При этом первый и второй выводы обмотки включения реле 1 подключаются к отрицательному и положительному полюсам первого источника питания соответственно. В результате на обмотку включения реле 1 в первом канале устройства подается напряжение питания обратной полярности, ток идет в обратном направлении: от второго вывода обмотки включения к первому ее выводу, что приводит к отключению двустабильного поляризованного реле 1 в первом канале устройства. Одновременно первый и второй выводы обмотки отключения реле 2 подключаются к положительному и отрицательному полюсам второго источника питания соответственно. Ток идет в прямом направлении: от первого вывода обмотки отключения ко второму ее выводу, что также обеспечивает отключение реле 2 во втором канале устройства. После выключения управляющих ключей 5 и 8 в первом канале устройства обмотка включения реле 1 и обмотка отключения реле 2 обесточиваются, двустабильные поляризованные реле 1 и 2 остаются в отключенном состоянии. Следовательно, включения управляющих ключей 5 и 8 в первом канале устройства достаточно для отключения двустабильных поляризованных реле 1 и 2 в обоих каналах устройства, независимо от работоспособности управляющих ключей 10 и 11 во втором канале устройства.
При включении управляющих ключей 10 и 11 во втором канале устройства ток идет по цепи: первый вывод 13 для подключения второго источника питания, включенный управляющий ключ 10, далее по двум параллельным цепям (обмотка отключения реле 1, обмотка включения реле 2), включенный управляющий ключ 11 и второй вывод 14 для подключения второго источника питания. На обмотку отключения реле 1 поступает напряжение питания прямой полярности, поскольку первый и второй ее выводы подключаются к положительному и отрицательному полюсам второго источника питания соответственно. Ток в обмотке отключения реле 1 также идет в прямом направлении: от первого ко второму ее выводу, что обеспечивает переключение реле 1 первого канала устройства в отключенное состояние (или подтверждает его отключенное состояние). Одновременно первый и второй выводы обмотки включения реле 2 второго канала устройства подключаются к отрицательному и положительному полюсам второго источника питания соответственно. Ток идет в обратном направлении: от второго вывода обмотки включения к первому вы волу, что обеспечивает отключение двустабильного поляризованного реле 2 второго канала устройства (или подтверждает его отключенное состояние). Обмотка отключения реле 1 и обмотка включения реле 2 обесточиваются после выключения управляющих ключей 10 и 11, а двустабильные поляризованные реле 1 и 2 остаются в отключенном состоянии. Следовательно, включения управляющих ключей 10 и 11 во втором канале устройства также достаточно для отключения двустабильных поляризованных реле 1 и 2 в обоих каналах устройства, независимо от работоспособности управляющих ключей 5 и 8 в первом канале устройства.
Таким образом, в устройстве управления двустабильными поляризованными реле достигается безотказная работа двустабильных поляризованных реле в каждом его канале при возникновении отказов (сбоев) в работе управляющих ключей одного из каналов устройства.
Изготовлен лабораторный макет устройства управления двустабильными поляризованными реле, испытания которого подтвердили осуществимость и практическую ценность заявляемого объекта.