Специальные элементы.

Кроме логических, формирующих запоминающих и усилительных модулей в системе элементов «Транслог» имеется большая группа модулей, которая предназначена для обеспечения нормальной работы уже рассмотренных, а также для выполнения специальных задач, обеспечивающих надежное функционирование систем судовой автоматики.

Назовем эту группу специальными элементами и отнесем к ней следующие модули системы «Транслог»:

Модули 2 ZR 01, 2 ZR 02, 2 ZR 03 «Электронные реле времени»системы "Транслог" предназначены для задержки прохождения бинарных (двоичных) сигналов. Управление происходит статически – путем подачи напряжения N₄₈ на контактный ввод 5с с помощью контакта реле, кнопки управления и т.д., или осуществляется бесконтактно – через контактный вывод 9с с помощью, например, усилителя мощности 1PP43 (см. рис.4.31).

Схема электронного реле времени 2 ZR 01, (2 ZR 02, 2 ZR 03)состоит из несимметричного мультивибратора, собранного на транзисторах T₁ и Т₂, электронного переключателя на транзисторе Т₃, триггера Шмидта, состоящего из транзисторов Т₄ и Т₅, выходного транзистора T₆ с герконовым реле L в цепи коллектора.

В исходном состоянии:

а) база транзистора T₃ электронного переключателя находится под более положительным потенциалом по отношению к своему эмиттеру и транзистор Т₃ открыт (диод Д₅ включен в проводящем направлении).

б) несимметричный мультивибратор генерирует импульсы длительностью t₁ и паузой t₂.

в) при открытом транзисторе Т₃ не происходит зарядка конденсаторов С₄ и С₅

г) транзистор Т₅ триггера Шмидта открыт, а транзистор Т₄ закрыт, т.к. диод D₆ включен в пропускном направлении и база транзистора Т₅ находится под более положительным потенциалом, чем база транзистора Т₄

д) при открытом транзисторе Т₅ база транзистора T₆ находится под отрицательный потенциалом и транзистор T₆ закрыт, катушка реле обесточена, контакт открыт, на выходе 11а - "0" сигнал.

Рисунок 4.31. Реле времени 2ZR01

При подаче напряжения N₄₈ на контактный вывод 5с или 9с происходит:

а) запирание диодов D₅ и D₆

б) база транзистора Т₃ будет находится под потенциалом контактного вывода 6а и транзистор Т₃ закроется.

в) за счет запирания диода D₆ изменяется потенциал базы транзистора Т₅, триггер подготавливается к работе.

г) при закрытом транзисторе Т₃ происходит зарядка конденсаторов С₄ и С₅ через резистор R18 и открытый транзистор Т₂ (т.е. в момент паузы t₂).

д) величина зарядки конденсаторов определяется параметром стабилитрона D₄. При напряжении на конденсаторе С₅ выше напряжения срабатывания стабилитрона D₄, положительные импульсы проходят через него и поступают на базу транзистора Т₄.

е) транзистор Т₄ открывается, транзистор Т₅ закрывается, на базу транзистора Т₆ поступит положительный потенциал и транзистор Т₆ открывается, герконовое реле L срабатывает и замыкает контакт – на выходе 11а появляется сигнал «1».

Регулировка времени задержки прохождения сигнала осуществляется потенциометром R14, с помощью которого изменяется запирающее напряжение на стабилитроне D₄. Так, например, для увеличения выдержки времени, повышается запирающее напряжение на стабилитроне D₄ и, для того чтобы прошли через него положительные импульсы, конденсатор С₅ должен быть заряжен до более высокого положительного потенциала. Время зарядки конденсатора С₅ определяет выдержку срабатывания реле.

Модули 2ZR01, 2ZR02, 2ZR03 устанавливаются на различные выдержки времени соответственно: от 0,2с до 60с, от 0,5с до 120с, от 3с до 180с.

Модуль 2W 1O «Регулятор температуры» представляет собой двухместный модуль, являющийся входным элементом (см.рис.4.32). Он предназначен, совместно с термосопротивлением (термистором), для регулирования температуры охлаждающих газообразных, жидких или твердых сред. Регулятор имеет один вход, к которому подключено термосопротивление.

Рисунок 4.32. Логический элемент 2W10.

Термистор представляет собой омическое сопротивление, которое изменяет свою величину в зависимости от температуры окружающей среды. Характеристика изменения сопротивления термистора дана в описании "Термодатчики". На рис. 12.20 представлена электросхема регулятора температуры 2W10. На монтажной плате "а" смонтирован триггер Шмидта, собранный на транзисторах T₁ и Т₂ и транзистор мощности Т₃, на плате "в" размещены входные сопротивления и регулировочные потенциометры Rрег₁ и Rрег₂. Термосопротивление совместно с потенциометрами представляет собой зависящий от температуры делитель напряжения. Напряжение с делителя через диод и другие сопротивления подается на базу транзистора T₁ триггера Шмидта. Триггер Шмидта отрегулирован на определенное напряжение срабатывания и отпадания.

Например, при установленной температуре /т.е. каком-то определенном сопротивлении термистора/, регулятор на выходе а₁₁ выдает сигнал "0", т.е. транзистор T₁ открыт, транзистор Т₂, закрыт, транзистор Т₃ открыт. При превышении температуры /сопротивление термистора изменилось/ отрицательное напряжение на базе транзистора T₁ понижается и триггер Шмидта опрокидывается во второе устойчивое состояние, на выходе транзистора T₂ сигнал "0", транзистор Т₃ закрыт, на выходе a₁₁ сигнал "I". Если отрицательное напряжение на базе транзистора Т₁ снова повысится, то регулятор переходит в исходное состояние.

Температура срабатывания регулятора регулируется установкой на потенциометрах сопротивления, соответствующего желаемой температуре срабатывания. Один потенциометр предназначен для грубой регулировки, второй – для более точной регулировки.

Модуль 2W 60 «Термический контрольный прибор» предназначен для регистрации граничных значений температуры газообразных, жидких и твердых сред (см.рис.4.33).

Рисунок 4.33. Логический элемент 2W60

2 W 60 имеет три входа E₂, E₃ Е₄, к каждому из них подключен один датчик температуры. Датчиком температуры служит термосопротивление /термистор/ с положительным или отрицательным температурным коэффициентом. Термодатчики (термозонды) подключаются между N₁₂(a₄) и соответствующим входом Е₂, Е₃ или E₄. С помощью 2W60 можно автоматически контролировать температуру в трех различных точках. Включение или отключение исполнительного механизма происходит при достижении пороговой температуры хотя бы в одной из трех контролируемых точек. Вход E₁ (6в) может быть использован для аварийного включения (отключения) исполнительного механизма или для регулирования температуры не в автоматическом режиме работы. Величина температуры срабатывания элемента 2W 60 регулируется уставкой на потенциометре сопротивления (для каждого входа – свой потенциометр), соответствующего желаемой температуре срабатывания.

Предположим, что в начальный момент сопротивление каждого термометра велико, тогда разделительные диоды заперты положительным напряжением от контактного вывода 2а и база транзистора Т₁ находится под положительным потенциалом. Транзистор T₁ закрыт, на базе транзистора Т₂ будет сигнал "1" и транзистор T₂ открыт, транзистор Т₃ закрыт. Транзистор Т₃ выполняет роль транзистора мощности. При имеющейся перемычке контактных выводов 10а – 11а на выходе 11а будет сигнал "1". При отсутствии перемычки и подключении к контактному выводу 11а катушки реле - реле будет обесточено, транзистор Т₃ закрыт.

При изменении температуры сопротивление, к примеру, термозонда уменьшается и напряжение на разделительном диоде становится отрицательным, диод открывается и, следовательно, изменяется потенциал базы транзистора Т₁. Транзистор T₁ открывается, транзистор T₂ закрывается, на базе транзистора Т₃ будет сигнал "1" и транзистор Т₃ открывается. При имеющейся перемычке a₁₀ – а₁₁ на выходе а₁₁ будет сигнал "0", при отсутствии перемычки и подключенном реле – реле срабатывает (Т₃ открыт).

При повышении сопротивления термозонда температурный контрольный прибор 2W 60 возвращается в исходное состояние.

В качестве примера приведем схему (рис.4.34) автоматического регулирования производительности провизионной установки на четыре камеры. Провизионная установка с автоматическим регулированием производительности оснащена двухступенчатым поршневым компрессором и двухскоростным электроприводом. Каждая камера оснащена тремя датчиками температуры с расширенным диапазоном регулирования по каждому датчику. Уставки диапазона регулирования датчиков осуществляется приборами термического контроля 2W60-1, 2W60-2, 2W60-3. Хладагент в камеры подается через электромагнитные клапана SV1,SV2,SV3,SV4. Производительность компрессора по ступеням осуществляется электромагнитными клапанами SV5, SV6, SV7, SV8. Производительность по скорости вращения компрессора осуществляется с помощью реле Р1 и Р2 переключением электропривода компрессора со звезды на треугольник и обратно. С помощью реле времени 2ZR01 осуществляется задержка по времени при переключении электропривода с первой скорости на вторую.

Блокировка по одновременному включению скоростей осуществляется элементами DD2.1, DD2.3 и выходами 11е усилителей 5Р41-5 и 5Р41-6.

Автоматическое регулирование производительности компрессора происходит избирательно:

· при подаче хладагента в одну из четырех камер компрессор работает на первой скорости с включенными клапанами SV7 и SV8 (первая ступень);

· при подаче хладагента в две любые из четырех камер компрессор работает на первой скорости с включенными клапанами SV5, SV6, SV7 и SV8 (вторая ступень);

· при подаче хладагента в три любые из четырех камер компрессор работает на второй скорости и включенными клапанами SV7 и SV8 (первая ступень);

· при подаче хладагента во все четыре камеры компрессор работает на второй скорости с включенными клапанами SV5, SV6, SV7 и SV8 (вторая ступень).

Рисунок 4.34. Схема автоматического регулирования производительности

провизионной установки.

Предположим, в работе только первая камера. С выхода 11а (выходы 10а и 11а соединены) элемента 2W60-1 поступает сигнал «1» на вход а9 усилителя мощности 5Р41-7 и на вход 4 элемента «ИЛИ» DD3.6. Усилитель мощности включает электромагнитный клапан SV1, а элемент DD3.6 подает сигнал «1» на входы а9 усилителей мощности 5Р41-3 и 5Р41-4, а также на вход 5 элемента «И» DD1.5. На элементе DD1.5 реализуется функция «И», т.к. на вход 4 поступает сигнал «1» от элемента DD2.3 ( на выходе 11а элемента 2SR01 сигнал «0») и на входе 6 также сигнал «1», потому что на входе а9 усилителя 5Р41-5 логический нуль. С выхода 10 элемента DD1.5 сигнал «1» поступает на вход а9 усилителя мощности 5Р41-6, вследствие чего получает питание катушка реле Р1 и загорается зеленая сигнальная лампа HL1, сигнализирующая о включении электропривода компрессора на первой скорости. Таким образом, компрессор работает на первой скорости на первой ступени на первую камеру.

При работе двух любых камер компрессор остается на первой скорости, но подключается вторая ступень, включение которой обеспечивается элементами DD3.4,DD3.5, DD1.4, DD2.2, усилителями мощности 5Р41-1 и 5Р41-2.

При работе трех любых камер компрессор переключается на вторую скорость с выдержкой по времени 0,5 сек., обеспечивающую реле времени 2ZR01. Избирательность «трех любых» осуществляется элементами DD3.1, DD3.2, DD3.3. При подаче сигналов «1» на входы 4,5,6 элемента «И» DD1.2 реализуется функция «И» и на выходе 10 появляется сигнал «1», который запускает реле времени 2ZR01 и отключает вторую ступень компрессора с помощью элемента «НЕ» DD2.2. Через 0,5 сек. компрессор переходит на вторую скорость с включенной только первой ступенью.

При работе четырех камер компрессор остается работать на второй скорости, но подключается вторая ступень, подключение которой обеспечивается элементом «И» DD1.1 («все четыре») через усилители мощности 5Р41-1 и 5Р41-2.

При уменьшении количества включенных камер производительность компрессора изменяется в обратном порядке.

Схема автоматической регулировки производительности провизионной установки предусматривает и ручное управление каждой камерой в отдельности или всех вместе. Предположим, первая камера нуждается в ручном управлении (вышли из строя термосопротивления). Устанавливаем переключатель ПП -1 в положение «1 Р» и на выходе 11а элемента 2W60 -1 формируется сигнал «1», который присутствует на данном выходе до тех пор, пока переключатель ПП -1 не установится оператором в положение «2 Р». Положение «2 Р» переключателя ПП -1 служит и как аварийное отключение камеры.

Конструктивный элемент 1 RV 19 представляет собой делитель напряжения. При напряжении N 48 В на входе 5, на выходе 4 будет напряжение –N12 В (рис. 4.35)

Рисунок 4.35. Конструктивный элемент 1RV19.

Конструктивные элементы на сопротивлениях типа WB применяются для предварительного прогрева сигнальных ламп. При включении холодной лампы накаливания возникает слишком больший бросок тока, который может вызвать перегрузку усилителя мощности, питающего эту лампу.

Рисунок 4.36. Конструктивный элемент 1WB8

Сопротивление элемента WВ обеспечивает пропускание небольшого постоянного тока через лампу, прогревающего ее, но недостаточного, чтобы вызвать ее свечение. При работе систем автоматики нельзя извлекать конструктивные элементы типа WВ.

На рисунке 4.36 показана схема одного из модулей WB – 1WB8 и совместное его включение с усилителем мощности 1РР43. Аналогичную схему имеют модули 1WB4, 1WB5, 1WB7. В остальных модулях на клеммную колодку выведены контакты каждого резистора отдельно, например, как в модулях 1WB3 или 1WB6 (рис. 4.37)

Рисунок 4.37. Конструктивные элементы 1WB3 и 1WB6.

Конструктивные элементы на интегрально-дифференциальных цепях типа 1DG20, 2DG22, 2DG23 встроены, как и набор резисторов, в стандартные модули системы «Транслог». Модули применяются для установки запоминающих элементов в исходное состояние путем подачи на базу транзистора остроконечного, короткого по длительности импульса с выхода RC – цепи или для подачи линейно возрастающего сигнала на вход модулей системы. Схемы RC – цепей показаны на рисунке 4.38.

Рисунок 4.38. Конструктивные элементы 1DG20, 2DG23, 2DG22.

Модули 1С21, 1С22, 2С22, 2С21 представляют собой наборы конденсаторов различных емкостей для использования в дифференцирующих, интегрирующих и временных цепочках составляют ряд элементов системы "ТРАНСЛОГ" типа "С" (рис. 4.39).

Рисунок 4.39. Конструктивные модули 1С21, 1С22, 2С20, 2С21

Модуль 2DB 8 «Диодная сборка» применяется для защиты выходного транзистора в усилителях мощности 1 Р 40; 1 РР 43; 5 Р 41; 2W 10; 2 W60. При коммутации электромагнитных реле, электромагнитных клапанов, электромагнитных тормозов и т.д. в катушках индуктивности индуцируется ток и на полупроводниковых коммутационных приборах могут возникнуть опасные перенапряжения. Для гашения индуктивного тока катушки параллельно ей подсоединяется диод с направлением включения, противоположным направлению тока через катушку. При снятии напряжения с катушки индуктивности, индуцируемый ток замыкается и спадает до нуля через открытый в это время диод. Эти диоды размещены в конструктивном элементе 2DB8 (рис.4.40).

Рисунок 4.40. Конструктивный элемент 2 DB 8

Конструктивный элемент типа DR системы "Транслог" представляет собой измерительный мост – мост Винстона. Выходное напряжение моста меняет фазу при рассогласования плеч моста. На рис.4.41 даны схемы мостов, применяемых в судовой автоматике.

Рисунок 4.41. Конструктивные элементы типа DR.

Причем, с увеличением рассогласования возрастает и амплитуда напряжения. Используя это свойство, мосты нашли самое широкое применение в схемах контролирования и регулирования температуры, уровня жидкости, производительности компрессоров и т.д.