КОНТРОЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
CONTROL DEVICE

Изобретение относится к области испытаний электрических систем, а именно к системам управления с выбором дискретных значений управляемой переменной величины и может быть использовано для контроля работоспособности многоканального источника питания.
Известно автоматизированное контрольное устройство (RU 2103717 С1, МПК 6 G05B 21/00, G05B 21/02, опубл. 27.01.1998), выбранное в качестве прототипа, которое содержит генератор импульсов, счетчик импульсов, индикатор, управляемый переключатель, согласующее устройство, логический блок ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, формирователь коротких импульсов и реле времени. Выход генератора импульсов связан с входом счетчика импульсов, выходы которого связаны с входами индикатора и с адресными входами управляемого переключателя. Выход управляемого переключателя связан с согласующим устройством. Переключаемые входы управляемого переключателя связаны с контрольными входами устройства. Выход согласующего устройства связан с первым входом логического блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого связан с управляющим входом счетчика импульсов. Выход младшего разряда счетчика импульсов связан с входом формирователя коротких импульсов. Выход формирователя коротких импульсов связан с входом сброса реле времени, выход которого связан с вторым входом логического блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.
При работе устройства в каждом такте происходит проверка только одной очередной цепи из всего их количества в проверяемом объекте. Кроме того, если в процессе проверки происходит изменение состояния проверяемой цепи, например, во время его функционирования, остается неизвестным характер изменения выходного сигнала, что не позволяет установить причину неисправности.
Предлагаемое контрольное устройство позволяет контролировать выходные напряжения многоканального источника питания и, в случае отклонения напряжений от заданного уровня, позволяет определить порядковый номер канала, на котором возникла неисправность и сохранить информацию о характере изменения выходного напряжения.
Контрольное устройство, также как в прототипе, содержит генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, выходы которого связаны с входом индикатора, согласующее устройство, логический блок ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого связан с управляющим входом счетчика импульсов, выход которого соединен с входом формирователя коротких импульсов, выход которого связан с входом сброса реле времени, выход которого подключен к второму входу логического блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.
В отличие от прототипа выходы объекта контроля подключены к входам многоканального аналого-цифрового преобразователя и к входам согласующего устройства, выходы которого подключены к входам мультиплексора, выход которого соединен с входом логического блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Выход многоканального аналого-цифрового преобразователя соединен с микроконтроллером, который связан с блоком памяти, счетчиком, выходом блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с персональным компьютером. Выход счетчика импульсов связан с входом мультиплексора и входом микроконтроллера.
Таким образом, использование многоканального аналого-цифрового преобразователя, микроконтроллера и блока памяти позволяет сохранить информацию о характере изменения выходного напряжения объекта контроля, который позволяет установить причину неисправности.
На фиг. 1 представлена схема предложенного устройства.
Контрольное устройство содержит задающий генератор импульсов 1 (ЗГ), подключенный к счетному входу счетчика импульсов 2 (СЧ), выходы которого связаны с мультиплексором 3 (М), микроконтроллером 4 (МК) и индикатором 5 (ИНД). Входы мультиплексора 3 (М) соединены с выходами согласующего устройства 6 (СУ). Выход мультиплексора 3 (М) подключен к логическому блоку ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 (ИИ), который связан со счетчиком импульсов 2 (СЧ) и микроконтроллером 4 (МК). Вход формирователя импульсов 8 (ФИ) соединен с выходом младшего разряда счетчика импульсов 2 (СЧ) и с входом реле времени 9 (РВ), выход которого подключен к логическому блоку ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 (ИИ). Выходы объекта контроля 10 (ОК) подключены к входам согласующего устройства 6 (СУ) и многоканального аналого-цифрового преобразователя 11 (АЦП), выход которого подключен к входу микроконтроллера 4 (МК), который соединен с блоком памяти 12 (БП) и с персональным компьютером 13 (ПК).
Задающий генератор импульсов 1 (ЗГ) может быть выполнен на микросхеме КР1006ВИ1, счетчик импульсов 2 (СЧ) - на микросхеме 564ИЕ10, а мультиплексор 3 (М) - на микросхеме 564КП2. В качестве микроконтроллера 3 (М) использован микроконтроллер ATMEGA16. Индикатор 5 (ИНД) является семисегментным индикатором типа КИПЦ22А-2/8К. Согласующее устройство 6 (СУ) собрано на транзисторных оптопарах 3ОТ144А, логический блок ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 (ИИ) - на микросхеме 564ЛП2, а формирователь коротких импульсов 8 (ФИ) - на микросхеме 564ЛП2. Реле времени 9 (РВ) реализовано на микросхеме КР1006ВИ1. В качестве многоканального аналого-цифрового преобразователя 11 (АЦП) использован четырехканальный аналого-цифровой преобразователь типа AD7605-4 фирмы Analog Devices. Блок памяти 12 (БП) реализован на микросхеме флэш-памяти AT25DF321A фирмы Adesto Technologies.
Объектом контроля 10 (ОК) является многоканальный источник питания, на выходах которого формируются различные по величине напряжения.
При подключении контролируемых каналов объекта контроля 10 (ОК) к входам многоканального аналого-цифрового преобразователя 11 (АЦП) и к входам согласующего устройства 6 (СУ) запускается задающий генератор импульсов 1 (ЗГ), формируя тактовые импульсы, которые поступают на счетчик импульсов 2 (СЧ). На выводах счетчика импульсов 2 (СЧ) формируется последовательность сигналов, которые поступают на мультиплексор 3 (М), микроконтроллер 4 (МК) и индикатор 5 (ИНД). При работе счетчика импульсов 2 (СЧ) мультиплексор 3 (М) поочередно коммутирует свои входы к логическому блоку ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 (ИИ) в зависимости от последовательности сигналов, приходящей на адресные входы мультиплексора 3 (М). Согласующее устройство 6 (СУ) преобразует выходные напряжения, поступающие от объекта контроля 10 (ОК) в цифровую форму, необходимую для работы логического блока ИСКЛЮЧАЮЩИЕ ИЛИ 7 (ИИ). Формирователь коротких импульсов 8 (ФИ) формирует короткие импульсы по фронту и по спаду импульсов, поступающих с младшего разряда счетчика импульсов 2 (СЧ). Реле времени 9 (РВ) формирует импульсы задержки, которые поступают на логический блок ИСКЛЮЧАЮЩИЕ ИЛИ 7 (ИИ). При возникновении неисправности вследствие перегрузки или отказа работоспособности определенного канала объекта контроля 10 (ОК) происходит снижение выходного напряжения на данном канале до нулевого уровня. Вследствие снижения выходного напряжения до нулевого уровня на одном из выходов согласующего устройства 6 (СУ) и на выходе мультиплексора 3 (М) будет отсутствовать сигнал и логический блок ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 (ИИ) сформирует команду для запрета работы счетчика импульсов (2), и одновременно команду в микроконтроллер 4 (МК) для завершения процесса записи данных в блок памяти 12 (БП). Многоканальный аналого-цифровой преобразователь 11 (АЦП) преобразует сигнал, поступающий от объекта контроля 10 (ОК), в цифровую форму и передает в микроконтроллер 4 (МК). Персональный компьютер 13 (ПК) получает данные через микроконтроллер 4 (МК) и осуществляет отображение информации оператору о характере изменения выходного напряжения. Индикатор 5 (ИНД) отображает порядковый номер контролируемого канала объекта контроля 10 (ОК), на котором была зафиксирована неисправность.