коммутационное устройство

Формула изобретения

1. Коммутационное устройство, содержащее выносную нормально разомкнутую кнопку управления, времязадающий элемент задержки, ключевой биполярный транзистор n-p-n типа, силовой оптотиристор и восьмой резистор, причем эмиттер ключевого биполярного транзистора n-p-n типа соединен с общей шиной, его коллектор подключен к катоду светодиода входной цепи силового оптотиристора, анод этого светодиода подключен к второму выводу восьмого резистора, первый вывод этого резистора подключен к положительному выводу источника питания, а нагрузка включена последовательно с выходной цепью силового оптотиристора, отличающееся тем, что дополнительно введены цепь дозирования энергии питания, цепь подготовки включения и защиты, разделительный выпрямительный диод и две перемычки, при этом цепь дозирования энергии питания содержит биполярный транзистор p-n-p типа, первый и второй резисторы, первый выпрямительный диод и зарядный конденсатор, причем первый вывод первого резистора и эмиттер биполярного транзистора p-n-p типа подключены к положительному выводу источника питания, второй вывод первого резистора и первый вывод второго резистора подключены к базе биполярного транзистора p-n-p типа, второй вывод второго резистора подключен к одному из выводов выносной нормально разомкнутой кнопки управления, другой вывод которой подключен к общей шине, анод первого выпрямительного диода подключен к коллектору биполярного транзистора p-n-p типа, а катод первого выпрямительного диода - к первому выводу зарядного конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине, времязадающий элемент задержки содержит третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой резисторы, однопереходный транзистор, первый полевой транзистор с управляющим p-n переходом и каналом p-типа, первый времязадающий конденсатор, а также входную цепь первого оптотиристора, причем первые выводы третьего и четвертого резисторов соединены с первым выводом зарядного конденсатора цепи дозирования энергии питания, второй вывод третьего резистора подключен к эмиттеру однопереходного транзистора и первому выводу первого времязадающего конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине, второй вывод четвертого резистора подключен к второй базе однопереходного транзистора, первый вывод пятого резистора подключен к первой базе однопереходного транзистора, а его второй вывод - к истоку первого полевого транзистора с управляющим p -n переходом и каналом p-типа, сток которого подключен к аноду светодиода входной цепи первого оптотиристора, а катод этого светодиода подключен к общей шине, первый вывод шестого резистора подключен к коллектору биполярного транзистора p-n-p типа цепи дозирования энергии питания, второй его вывод соединен с затвором первого полевого транзистора с управляющим p-n переходом и каналом p-типа и первым выводом седьмого резистора, второй вывод которого подключен к общей шине, цепь подготовки включения и защиты содержит девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый резисторы, второй времязадающий конденсатор, второй выпрямительный диод, второй полевой транзистор с управляющим p-n переходом и каналом p-типа, выходную цепь первого оптотиристора, а также второй оптотиристор, причем к первому выводу девятого резистора подключены первый вывод второго времязадающего конденсатора и катод второго выпрямительного диода, к второму выводу девятого резистора подключены затвор второго полевого транзистора с управляющим p-n переходом и каналом p-типа и первый вывод десятого резистора, исток второго полевого транзистора с управляющим p-n переходом и каналом p-типа подключен к истоку первого полевого транзистора с управляющим p-n переходом и каналом p-типа и второму выводу пятого резистора, а сток второго полевого транзистора с управляющим p-n переходом и каналом p-типа - к аноду светодиода входной цепи второго оптотиристора, первый вывод одиннадцатого резистора подключен к управляющему напряжению, его второй вывод соединен с анодом второго выпрямительного диода, анодом выходной цепи первого оптотиристора и анодом выходной цепи второго оптотиристора, катод выходной цепи первого оптотиристора подключен к первому выводу двенадцатого резистора, при этом катод светодиода входной цепи второго оптотиристора подключен через первую перемычку с возможностью размыкания к общей шине и аноду дополнительно введенного разделительного выпрямительного диода, катод которого подключен к второму выводу восьмого резистора и аноду светодиода входной цепи силового оптотиристора, а второй вывод десятого резистора, второй вывод второго времязадающего конденсатора, катод выходной цепи второго оптотиристора и второй вывод двенадцатого резистора подключены к общей шине, кроме того, база ключевого биполярного транзистора n-p-n типа подключена к катоду выходной цепи первого оптотиристора и первому выводу двенадцатого резистора, а его коллектор подключен к катоду светодиода входной цепи силового оптотиристора через вторую перемычку с возможностью размыкания.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкость зарядного конденсатора цепи дозирования энергии питания выбирают равной или большей емкости первого времязадающего конденсатора времязадающего элемента задержки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что постоянная времени разряда второго времязадающего конденсатора цепи подготовки включения и защиты выбирается не менее чем в 10 раз большей постоянной времени разряда первого времязадающего конденсатора времязадающего элемента задержки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для коммутации исполнительных элементов автоматики (электромагнитов, клапанов и т.д.) в определенной последовательности с необходимыми временными задержками и самоблокировками, например в дозирующих устройствах с кнопочным включением (пуском).

Широко известны простейшие коммутационные устройства, используемые, например, в системах лифтового хозяйства или дозирующих автоматах для продажи жидких пищевых продуктов (например, растительных масел, молочных продуктов) или прохладительных напитков. При всем огромном разнообразии вариантов выполнения эти устройства включают нормально разомкнутую контактную кнопку, пусковой электромагнит с цепью самоблокировки, устройства временной задержки (реле времени) и дозирующий клапан, при открытии которого в выходной патрубок из накопительной емкости проливается за фиксированное время определенное количество жидкого продукта. Лифтовая автоматика обычно строится по типу шаговых искателей с переключателями ограничения скорости движения и герконовыми датчиками положения, выключающими привод кабины лифта при достижении ею заданной позиции. Для введения необходимых задержек времени используются специальные электронные реле времени с задержкой до 30 с [1].

Указанные системы коммутации автономны, могут длительно эксплуатироваться без вмешательства человека, достаточно просты и дешевы, однако допускают значительные неточности в позиционировании исполнительного элемента (лифтовой кабины) или сравнительно большую погрешность в объеме розданного жидкого продукта, а также не допускают оперативного контроля и управления.

Указанные недостатки вполне терпимы для систем названного назначения, однако для систем повышенной точности такие коммутационные устройства использовать уже затруднительно. К тому же надежность их работы невелика из-за большого количества коммутационных элементов.

Значительно более лучшими точностными характеристиками обладают коммутационные устройства, управляемые микропроцессорными системами. Они позволяют достаточно точно задавать временные задержки и интервалы времени работы коммутационных элементов, что в итоге обеспечивает относительно высокую точность дозирования и допускает текущий контроль рабочего процесса с широкими функциональными возможностями.

Типичным представителем такого устройства является пульт дистанционного управления "Импульс-1", используемый для дистанционного управления топливораздаточной колонкой с литровой дозировкой и автоматическим отключением колонки после отпуска заданного на пульте оператором количества топлива [2]. При этом обеспечивается цифровая индикация количества топлива, подлежащего отпуску, а в конце отпуска требуемого объема топлива автоматически осуществляется снижение расхода. Указанное коммутационное устройство принято за прототип.

Основой указанного пульта является большая интегральная схема К145ВХ205 (микроконтроллер), выполняющая функции арифметико-логического устройства (АЛУ), производящего операции по обработке вводимых данных, арифметические операции над данными, выработку последовательностей разрядных и сегментных импульсов, а также вывод данных на индикацию. Последовательность работы устройства заключается в следующем.

С помощью специальных цифровых клавиш оператор вводит данные об объеме требуемого к раздаче количества топлива на пульте. Потребитель вставляет раздаточный кран, например, в горловину бака автомобиля и нажимает нормально разомкнутую кнопку "Пуск" топливораздаточной колонки, включая тем самым перекачивающий насос. Начинается отпуск топлива.

При этом от расходомера раздаточного устройства в АЛУ начинают поступать импульсы литрового расхода, которые вычитаются по одному из заданного числа. Когда количество оставшегося топлива станет равным нулю, АЛУ формирует сигнал, по которому отключается насос колонки и прекращается отпуск топлива.

Кроме того, по переднему фронту последнего счетного импульса расходомера подается команда на снижение расхода топлива через раздаточную колонку. При этом подается напряжение питания на дополнительный клапан снижения расхода и отпуск последнего литра топлива осуществляется при сниженном расходе за значительно большее время.

Электронная часть указанного коммутационного устройства содержит значительное количество цифровых микросхем (в основном триггеров и логических элементов), производящих подсчет импульсов расходомера, формирование требуемых временных задержек и т.п., времязадающий элемент (зарядную емкость), определяющий задержку на включение ключевых транзисторов и открытие симисторов, управляющих работой насоса и клапанов расхода топливораздаточной колонки. В варианте 2 исполнения коммутационного устройства используется оптоэлектронная гальваническая развязка между цепью управления и исполнительной цепью (оптотиристор с использованием в качестве фотоприемника симистора), что обеспечивает существенно более высокую надежность работы устройства (см. прилагаемую электрическую принципиальную схему пульта "Импульс-1").

Основные технические характеристики этого коммутационного устройства:

1. Количество обслуживаемых колонок - 1 шт.,

2. Дискретность задания дозы - 1 л.,

3. Частота поступления литровых счетных импульсов от топливораздаточной колонки - не более 3 имп/с,

4. Максимальное значение раздаваемого количества топлива - 999 л,

5. Длительность сигнала на снижение расхода топлива в конце выдачи последнего литра - 200-500 мс,

6. Потребляемая мощность без учета мощности потребителя по цепям управления - не более 7 Вт.

Анализ технических параметров этого устройства четко показывает его недостатки: на каждую колонку требуется отдельный пульт, что весьма неудобно для оператора и создает предпосылки для ошибок, т.к. обычное число топливораздаточных колонок, например, на АЗС легковых автомобилей составляет 12... 16; структура электронной части устройства ограничивает быстродействие топливоперекачивающей аппаратуры 3 л/с, что весьма неудобно при перекачке больших объемов, например 1000 л можно перекачать лишь за 330 с, т.е. 5,5 мин; максимальное значение раздаваемого за один цикл количества топлива не превышает 1000 л, что иногда явно недостаточно; устройство сложное, надежность и помехоустойчивость его низки.

Указанные недостатки еще более заметны, если управление работой топливораздаточной колонки производить на базе персонального компьютера (ПК), позволяющего управлять одновременно работой минимум 8 колонок с одного пульта (клавиатуры) и монитора. Достаточно высокое быстродействие ПК при этом практически не может быть использовано из-за низкого быстродействия коммутационного устройства, а сопряжение ПК с коммутационным устройством осуществляется достаточно сложно.

В то же время переход на ПК является неизбежностью, т.к. безналичные расчеты по кредитным карточкам, ускорение обслуживания клиентов, взаиморасчеты между организациями возможны только при использовании вычислительных сетей.

Недостатки прототипа почти полностью исключены в заявляемом коммутационном устройстве.

Предлагаемое соединение элементов коммутационного устройства в известных аналогах не обнаружено. Это позволяет считать, что оно имеет элементы новизны. Построение устройства с использованием схемы дозирования энергии питания включающей части, обеспечением жесткого цикла последовательной работы подготовительной части, цепей защиты и коммутирующего узла на слаботочных элементах с широким использованием оптотиристоров для гальванической развязки управляющей и силовой частей приводит к появлению сверхсуммарного технического эффекта в виде существенного увеличения быстродействия надежности, упрощения стыковки устройства с персональным компьютером и т.д. В конечном итоге для пользователя это ведет к существенному повышению пожаро- и взрывобезопасности, повышению надежности работы и значительному сокращению эксплуатационных затрат.

Принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства коммутации приведена на фиг. 1. На фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства (штриховыми линиями показаны соответствующие изменения токов и напряжений в схеме при повторном нажатии кнопки ТРК при работающем топливном насосе). На фиг. 3 приведены особенности включения устройства с отечественными электронно-механическими отсчетными устройствами ЭТЦ 1/5 и ЭТЦ 2/5 для топливораздаточных колонок.

Предлагаемое коммутационное устройство содержит (см. фиг. 1) цепь дозирования энергии питания, включающую в себя первый резистор 1 (R1), второй резистор 2 (R2), биполярный транзистор 3 p-n-p-типа (VT1), первый выпрямительный диод 4 (VD1) и зарядный конденсатор 5 (C1); времязадающий элемент задержки, включающий в себя третий резистор 6 (R3), четвертый резистор 7 (R4), однопереходный транзистор 8 (VT2), пятый резистор 9 (R5), первый полевой транзистор 10 с управляющим p-n-переходом и каналом p-типа (VT3), входную цепь 11 первого оптотиристора UT1 (светодиод UT1.1), первый времязадающий конденсатор 12 (C2), шестой резистор 13 (R6) и седьмой резистор 14 (R7); ограничительный восьмой резистор 15 (R8); цепь подготовки включения и защиты, включающую в себя второй полевой транзистор 16 с управляющим p-n-переходом и каналом p-типа (VT4), входную цепь 17 второго оптотиристора UT2 (светодиод UT2.1) и выходную цепь 18 второго оптотиристора UT2 (оптотиристор UT2.2), девятый резистор 19 (R9), десятый резистор 20 (R10), второй времязадающий конденсатор 21 (C3), второй выпрямительный диод 22 (VD3), одиннадцатый резистор 23 (R11), двенадцатый резистор 24 (R12) и выходную цепь 25 первого оптотиристора UT1 (оптотиристор UT1.2); входную 26 (светодиод UT3.1) и выходную 27 (оптотиристор UT3.2) цепи силового оптотиристора UT3; ключевой биполярный транзистор 28 p-n-p-типа (VT5); разделительный выпрямительный диод 29 (VD2); первую перемычку 30 (X0-X1); вторую перемычку 31 (А-Б); а также выносную нормально разомкнутую кнопку управления (пуска) 32 (ТРК).

Кроме того, на фиг. 1 обозначены соединительные гнезда 33 (X0), 34 (X1), 35 (А) и 36 (Б), а также не входящие в состав коммутационного устройства, но управляемые им исполнительные элементы: силовой выпрямительный мост 37 и пусковая обмотка 38 магнитного пускателя (контактора) ПМЕ, который управляет включением-выключением топливного насоса.

На фиг. 1 обозначены также земляная шина 39, клемма 40 подключения фазного провода питающего напряжения 220 B, клемма 41 подключения управляющего напряжения от ПК, а также клемма 42 подключения питающего напряжения +24 B и клемма 43 (X2) для контрольных операций.

Указанное соединение перемычек 30 (X0-X1) и 31 (А-Б) является штатным. При переключении этих перемычек, не меняющих внутреннее соединение и структуру заявляемого устройства, можно использовать устройство для работы с другими типами топливораздаточных колонок и отсчетных устройств.

Элементы электронной схемы, входящие в состав коммутационного устройства и выполненные в виде единого узла, выделены в контур, ограниченный штриховыми линиями (см. фиг.1).

Кнопка управления (пуска) 32 (ТРК) и силовой оптотиристор UT3 могут находиться на значительном (до 50 м) удалении от самого коммутационного устройства и от ПК, который управляет его работой.

Коммутационное устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на схему подано напряжение питания, например, +24 B, а на исполнительной части, включающей диодный мостовой выпрямитель 37 (с фототиристором 27 UT3.2) и обмотку контактора 38 (ПМЕ), присутствует силовое напряжение 220 B, 50 Гц (или другое переменное напряжение, обеспечивающее работу силовой части). Поступающее от ПК управляющее напряжение U_упр близко к нулю и никакого влияния на работу схемы не оказывает.

Оператор набирает объем отпускаемого топлива на ПК для соответствующей топливораздаточной колонки, при этом U_упр принимает значение +24 В и начинается подготовительный этап (момент времени t₁ на фиг. 2). Через одиннадцатый резистор 23 (R11) и открытый второй выпрямительный диод 22 (VD3) второй времязадающий конденсатор 21 (C3) заряжается почти до уровня U_упр. Снимаемое с делителя 19, 20 (R9, R10) напряжение подается на затвор p-канального второго полевого транзистора 16 (VT4) с управляющим p-n-переходом и закрывает его, подготавливая тем самым к работе цепи включения колонки. Оптотиристоры 18 (UT2.2) и 25 (UT1.2) при этом закрыты. Соответствующие диаграммы изменения напряжений U_упр, U_UT2.2 (анод) и тока через одиннадцатый резистор 23 (I_R11) при заряде второго времязадающего конденсатора 21 (C3) приведены на фиг. 2.

При нажатии затем покупателем выносной нормально разомкнутой кнопки управления (пуска) 32 (ТРК) (момент времени t₂ на фиг. 2) второй резистор 2 (R2) соединяется через кнопку 32 (ТРК) с земляной шиной 39. На биполярном транзисторе 3 p-n-p-типа (VT1) появляется необходимое смещение, он открывается и обеспечивает заряд зарядного конденсатора 5 (C1) через первый выпрямительный диод 4 (VD1). Одновременно через первый выпрямительный диод 4 (VD1) и третий резистор 6 (R3) заряжается первый времязадающий конденсатор 12 (C2).

Время полного заряда зарядного конденсатора 5 (C1) до некоторого напряжения определяется выходным сопротивлением биполярного транзистора 3 p-n-p-типа (VT1) и сопротивлением открытого первого выпрямительного диода 4 (VD1) и составляет несколько микросекунд, поэтому зарядный конденсатор 5 (C1) заряжается практически мгновенно еще до того, как покупатель отпускает кнопку управления (пуска) 32 (ТРК). Время же нарастания напряжения на первом времязадающем конденсаторе 12 (C2) до некоторого значения, почти равного напряжению на С1 (или напряжению пробоя эмиттерного перехода однопереходного транзистора 8 (VT2)), определяется постоянной времени _з= R3 C2. При выбранных номиналах сопротивления третьего резистора 6 (R3) и емкости первого времязадающего конденсатора 12 (C2) время нарастания напряжения составляет 5-8 миллисекунд, а само изменение напряжения на конденсаторе 12 (C2) происходит по экспоненте.

Одновременно с началом процесса заряда конденсаторов 5 (C1) и 12 (C2) напряжение с коллектора биполярного транзистора 3 p-n-p-типа (VT1) через делитель 13, 14 (R6, R7) подается на затвор p-канального первого полевого транзистора 10 с управляющим p-n-переходом (VT3), обеспечивая принудительное закрытие канала. Поэтому, когда напряжение на конденсаторе 12 (C2) достигнет значения пробоя эмиттерного перехода однопереходного транзистора 8 (VT2), пробоя как такового не происходит (p-канальные полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом 10 (VT3) и 16 (VT4) закрыты) и первый времязадающий конденсатор 12 (C2) заряжается далее почти до значения напряжения на зарядном конденсаторе 5 (C1).

После отпуска покупателем кнопки 32 управления (пуска) (ТРК) в исходное (разомкнутое) положение (момент времени t₃ на фиг. 2) смещение с базы биполярного транзистора 3 p-n-p-типа (VT1) снимается и он запирается. Напряжение на коллекторе биполярного транзистора 3 (VT1) резко снижается, соответственно уменьшается напряжение на затворе p-канального первого полевого транзистора 10 с управляющим p-n-переходом (VT3) и его канал открывается. По образовавшейся замкнутой цепи - пятый резистор 9 (R5), канал первого p-канального полевого транзистора 10 с управляющим p-n-переходом (VT3) и светодиод 11 (UT1.1) происходит резкое увеличение тока через эмиттерный переход однопереходного транзистора 8 (VT2) и пробой соответствующего перехода. При этом первый времязадающий конденсатор 12 (C2) быстро разряжается по указанной цепочке. При этих процессах напряжение питания на каскаде с однопереходным транзистором 8 (VT2) задается напряжением на зарядном конденсаторе 5 (C1), отделенном от биполярного транзистора 3 p-n-p-типа (VT1) первым выпрямительным диодом 4 (VD1).

Таким образом, учитывая, что заряд первого времязадающего конденсатора 12 (C2) происходит через третий резистор 6 (R3) и через него же идет разряд зарядного конденсатора 5 (C1), для нормальной работоспособности устройства достаточно выполнить условие C1 C2. В этом случае _заряда зарядного конденсатора 5 (C1) будет всегда меньше _заряда первого времязадающего конденсатора 12 (C2), а _{разряда} конденсатора 5 (C1) будет всегда больше _{разряда} конденсатора 12 (C2).

Протекание броска разрядного тока через светодиод 11 (UT1.1) оптотиристора UT1 (его входной цепи), определяемого значениями номиналов резисторов 7, 9 (R4, R5) и сопротивлением открытого канала p-канального полевого транзистора 10 с управляющим p-n-переходом (VT3), приводит к отпиранию оптотиристора UT1 (выходной цепи 25 (UT1.2)). При этом на базу ключевого биполярного транзистора 28 (VT5) с делителя 23, 24 (R11, R12) подается отпирающее напряжение. Транзистор 28 (VT5) открывается, образуя замкнутую цепь: источник +24 В, ограничительный восьмой резистор 15 (R8), входная цепь силового отпотиристора UT3 (светодиод 26 (UT3.1)), открытый переход коллектор-эмиттер ключевого биполярного транзистора 28 n-p-n-типа (VT5) и земляная шина 39. Значение протекающего здесь тока задается ограничительным резистором 15 (R8) и составляет около 100 мА.

В результате этого силовой оптотиристор UT3 (выходная цепь 27 (UT3.2)) включается и подключает к силовому напряжению 220 В обмотку магнитного пускателя 38 (ПМЕ), который запускает перекачивающий топливо насос (на фиг. 1 не показан), и происходит его отпуск покупателю до момента времени t₇.

При этом цепь дозирования энергии питания на все время включения силового оптотиристора UT3 практически остается обесточенной, что существенно повышает пожаро- и взрывобезопасность топливораздаточной колонки.

Открытие первого оптотиристора UT1 приводит к существенному "просаживанию" напряжения на аноде второго выпрямительного диода 22 (VD3) (определяется соотношением номиналов резисторов R11 и и его запиранию (напряжение на втором времязадающем конденсаторе 21 (C3), т.е. катоде второго выпрямительного диода 22 (VD3), больше напряжения на его аноде). Подпитка второго времязадающего конденсатора 21 (C3) от U_упр при этом невозможна, поэтому конденсатор 21 (C3) начинает разряжаться через резисторы делителя 19, 20 (R9, R10). Напряжение на затворе второго полевого транзистора 16 с управляющим p-n-переходом (VT4) при этом уменьшается. При достижении некоторого порогового значения напряжения на затворе второго полевого транзистора 16 (VT4) последний открывается, подготавливая тем самым цепь выключения первого оптотиристора UT1 при повторном случайном или намеренном нажатии кнопки 32 управления (пуска) (ТРК). Второй времязадающий конденсатор 12 (C2) должен разрядиться до открытия p-канала второго полевого транзистора 16 с управляющим p-n-переходом (VT4), в этом случае ток через входную цепь второго оптотиристора UT2 (светодиод 17 (UT2.1)) не протекает и второй оптотиристор UT2 не влияет на работу перекачивающего насоса колонки.

Соответственно, для предотвращения ложного выключения колонки при многократном нажатии кнопки 32 управления (пуска) (ТРК) в момент пуска значения номиналов второго времязадающего конденсатора 21 (C3) и резисторов 19, 20 (R9, R10) выбираются таким образом, чтобы полученная задержка с момента включения первого оптотиристора UT1 до отпирания p-канала второго полевого транзистора 16 с управляющим p-n-переходом (VT4) составляла 4-8 секунд. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы _{разряда} второго времязадающего конденсатора 21 (C3) была бы, как минимум, в 10 раз больше, чем _{разряда} первого времязадающего конденсатора 12 (C2).

Отпуск топлива покупателю происходит до тех пор, пока ПК поддерживает высокий уровень U_упр. Это продолжается до тех пор, пока число счетных импульсов расходомера колонки (эквивалент литров) не совпадет с набранным оператором на ПК числом литров отпускаемого топлива.

После снятия высокого уровня U_упр выключаются последовательно первый оптотиристор UT1, ключевой биполярный транзистор 28 n-p-n-типа (VT5), силовой оптотиристор UT3. Обмотка 38 (ПМЕ) отключается от силового напряжения 220 В, выключается топливный насос и отпуск топлива прекращается. Конденсаторы схемы постепенно разряжаются до нуля и схема возвращается в исходное положение.

Если по каким-либо причинам после заданной задержки в 4-8 секунд во время отпуска топлива снова будет нажата кнопка управления (пуска) ТРК, то сработает защитная цепь на основе второго оптотиристора UT2.

Происходит это следующим образом: при повторном открытии биполярного транзистора 23 p-n-p-типа (VT1) снова заряжаются конденсаторы 5 и 12 (C1 и C2) (момент времени t₄-t₅ на фиг. 2). Как только напряжение на втором времязадающем конденсаторе 12 (C2) достигнет напряжения пробоя эмиттерного перехода однопереходного транзистора 8 (VT2) (оно заметно меньше напряжения на зарядном конденсаторе 5 (C1)), последний отпирается (момент времени t₆ на фиг. 2) и через цепь эмиттерный переход транзистора 8 (VT2) - пятый резистор 9 (R5) - открытый p-канал (сток-исток) второго полевого транзистора 16 с управляющим p-n-переходом (VT4) - входная цепь (светодиод 17 (UT2.1)) оптотиристора UT2 начинается быстрый разряд первого времязадающего конденсатора 12 (C2). Протекающий по этой цепи ток отпирает второй оптотиристор UT2 (выходную цепь 18 (UT2.2)), в результате чего ток через выходную цепь 25 (UT1.2) снижается ниже критического значения и он запирается. Это приводит к закрытию ключевого биполярного транзистора 28 n-p-n-типа (VT5) и разрыву цепочки для протекания тока через входную цепь силового оптотиристора UT3 (светодиод 26 (UT3.1)). Последний закрывается, обесточивая обмотку 38 (ПМЕ), которая останавливает перекачивающий топливо насос. Для возобновления перекачки топлива оператор должен снять U_упр с коммутационного устройства и осуществить перезапуск колонки. Такая процедура исключает недобросовестное получение покупателем дополнительного количества топлива.

Таким образом, заявляемое коммутационное устройство обеспечивает практически все необходимые характеристики, предъявляемые к подобного рода устройствам в известных раздаточных системах:

1) надежно изолирует (оптронная развязка) между собой управляющую и исполнительную силовую цепи, что особенно важно при работе со взрыво- и пожароопасными жидкостями;

2) обеспечивает защиту от "дребезга" контактов кнопки включения в момент коммутации;

3) обеспечивает необходимую временную задержку на подключение защитных цепей на перезапуск раздаточной колонки;

4) обеспечивает защиту (выключение подачи жидкости) при повторном нажатии кнопки включения ТРК;

5) допускает упрощенное подключение персонального компьютера (его портов) к коммутационному устройству;

6) позволяет повысить скорость перекачки жидкостей, т.к. допустимая частота выходных (литровых) импульсов расходомера с этих устройств значительно (в десятки-сотни раз) выше;

7) имеет повышенную надежность работы и увеличенный ресурс, т. к. содержит значительно меньшее количество элементов;

8) допускает непосредственное подключение к ПК как минимум 8 раздаточных устройств при одном операторе (без использования дополнительных схем расширения).

Указанное коммутационное устройство в представленном на фиг. 1 виде может использоваться с механическими топливо-раздаточными колонками типа ADAST (производство Чехословакии) и отечественными механическими, а с небольшими изменениями исполнительной части (вне коммутационного устройства), связанными с особенностями построения самой колонки, и с отечественными электронно-механическими отсчетными устройствами ЭТЦ 1/5 и ЭТЦ 2/5 для топливораздаточных колонок.

На фиг. 3 приведена упрощенная схема подключения коммутационного устройства к этим колонкам с учетом их внутренних структур.

По сравнению со схемой на фиг. 1 здесь убраны перемычки между клеммами 33 (X0) и 34 (X1), а также между точками 35 (А) и 36 (Б). При этом точка 35 (А) подключается к коллектору выходной цепи фототранзистора (А0ТII0А), а точка 36 (Б) через входящие в состав отсчетных устройств этих колонок ограничительный резистор и светодиод оптронной развязки (на фиг. 3 не обозначены) - к плюсу источника питания (+12 В). Как легко убедиться, работа коммутационного устройства при этом по существу не изменяется. Особенностью такого включения является то, что после нажатия нормально разомкнутой кнопки 32 управления (пуска) (ТРК) обнуляется счетчик колонки (на фиг. 3 не показан), а еще через 3-4 секунды (задержка обеспечивается электронной частью колонки - на фиг. 3 не показана) происходит включение фототранзистора (А0ТII0А) и протекание импульса тока через входную цепь (светодиод 26 (UT3.1)) силового фототиристора UT3 и его включение.

Разделительный выпрямительный диод 29 (VT2) выполняет защитную функцию, предотвращая попадание на катод светодиода входной цепи 17 (UT2.1) второго оптотиристора UT2 запирающего положительного напряжения.

Так как по сравнению с фиг. 1 структура заявленного устройства на фиг. 3 не изменилась, а устранение перемычек 30 (X0-X1) и 31 (А-Б) есть уменьшение числа связей, то единство изобретения здесь сохраняется.

Ориентировочная потребность в такого рода устройствах на АЗС только России составляет по экспертной оценке около 60 тыс.шт.

Источники информации

1. Лифт пассажирский ПП-427. Паспорт и техническое описание 427.00.00.000 ПС. - Самаркандский лифтостроительный завод им. 50-летия СССР.

2. Пульт дистанционного управления "Импульс-1". Паспорт АЗТ 2.391.166.00 ПС. - Концерн "Роснефтепродукт", НПО Автозаправочной техники.