Устройство контроля состояния дискретных источников сигналов
Решение относится к области автоматического управления технологическим оборудованием и информационно-измерительной технике, в частности, к устройствам формирования и передачи электрических сигналов в импульсной форме и может быть использовано для контроля состояния, датчиков, кнопок, переключателей в системах управления комплексами технологического оборудования, автоматическими линиями, информационно-измерительными системами. Предложено в устройстве контроля состояния дискретных источников сигналов к выходу делителя подключить 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. Устройство позволяет повысить достоверность контроля состояния дискретных источников сигналов и исключить действие помех в паузах между импульсами. 1 с.п. ф-лы, 1 илл.
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 №53048, G 08 C 19/18, Н 02 М 3/335, опубл. 27.04.2006 г. приоритетом от 15 апреля 2005 г.), содержащее линию связи, на одном конце которой подключен контакт датчика, на другом - вход контрольного устройства, в которое введен 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 вход диодного амплитудного детектора с фильтром, выход которого подключен к входу контрольного устройства для формирования команд управления.
К недостаткам прототипа следует отнести то, что входной канал постоянно открыт, несмотря на то, что полезная информация о состоянии
датчиков поступает только за время действия коротких импульсов. В паузах между импульсами, длительность которых намного превышает длительность импульса из-за большой скважности (T/tи , где Т - период следования импульсов, а tи - длительность импульса), на вход канала могут действовать различные помехи, что может приводить к неправильному функционированию системы управления.
Решаемая задача - совершенствование известного устройства.
Технический результат - повышение достоверности контроля состояния дискретных источников сигналов и исключение действия помех в паузах между импульсами.
Этот технический результат достигается тем, что в устройстве контроля состояния дискретных источников сигналов, содержащем 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 и детектор с фильтром, выход которого подключен к входу контрольного устройства для формирования команд управления, к выходу делителя из двух последовательно включенных резисторов 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.
Принципиальная схема устройства показана на чертеже. Выход источника импульсов 1 подключен к одному из выводов контактного датчика 2 (SQ1 - SQ N), другой вывод которого подключен к линии связи 3, к другому концу которой подключен делитель из двух последовательно включенных резисторов R1 и 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. Вход
фильтра 7 подключен к выходу синхронного детектора, а выход - к входу контрольного устройства для формирования команд управления.
Устройство работает следующим образом.
При замыкании какого-либо датчика, например SQ1 2, импульсы поступают на вход первого канала контрольного устройства, который открывается транзисторным ключом VT2 - 6 синхронного детектора только на время прихода импульса, поскольку ключ управляется от того же генератора импульсов 8, что и силовой ключ 9. Этим обеспечивается строгая синхронизация работы силового 9 и входного 6 ключей, без необходимости стабилизации частоты следования импульсов генератора, что упрощает его реализацию.
Аналогично работают все остальные каналы входного модуля ввода. При этом входные ключи 6 синхронных детекторов открываются только на время действия импульса, поступающего на датчики. После окончания импульса каналы контрольного устройства оказываются закрытыми и на него не будут действовать различные помехи.
Тем самым повышается достоверность контроля состояния дискретных датчиков. Важно, что в этом случае может быть применен оптимальный фильтр, который позволяет наиболее точно воспроизвести огибающую импульсной последовательности, соответствующую замкнутому состоянию контакта датчика. Действительно, если фильтр обладает малой постоянной времени, то большие пульсации напряжения на его выходе могут быть восприняты контрольным устройством как ложные нулевые или единичные значения сигнала. При большой постоянной времени, сдвиг выходного напряжения после фильтра, относительно импульсной последовательности, поступившей от датчика, может оказаться недопустимым. Оптимизация фильтра обеспечивается методами, принятыми в технике связи при использовании принципа синхронного детектирования, когда частота гетеродина fг (внутреннего генератора на приемной стороне) выбирается точно равной частоте принимаемого сигнала f с , т.е. fг=fc. В предлагаемом
устройстве силовой ключ 9 (передающая сторона) и ключ 6 на входе контрольного устройства (приемная сторона) управляются от одного генератора импульсов 8, чем заведомо обеспечивается требуемое для синхронного детектирования равенство частот f г=fc.
Устройство контроля состояния дискретных источников сигналов, 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 и детектор с фильтром, выход которого подключен к входу контрольного устройства для формирования команд управления, отличающееся тем, что к выходу делителя 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.
