Анализ безопасных микроэлектронных схем железнодорожной автоматики. Краткие сведения из теории, страница 10

6.3. Пронаблюдать реакцию схемы, записать показания приборов и зарисовать осциллограммы (несколько значений).

6.4.  Изучив работу схемы при отказе, подобрать элементы С1, С2, R1 таким образом, чтобы обеспечивалась безопасная работа схемы, а именно время включения реле Т_ВКЛ и время выключения реле Т_ВЫКЛ имели значение: Т_ВКЛ£0,5 c, Т_ВЫКЛ£0,5 с.

6.5.  Завершив исследование, выключить схему

7.  Закрыть пакет Electronics Workbench. По желанию сохранить построенную схему под именем lab5????, где ???? – любой персональный идентификатор.

8.  Оформить отчёт, указывая показания приборов в виде таблиц, осциллографа – в виде графиков. Сделать выводы по безопасности схемы УСО с конденсаторной развязкой.

5. Содержание отчета

Название и цель лабораторной работы, вариант задания, схема и её описание согласно варианту, перечень имитированных отказов, соответствующие им таблицы показаний приборов и осциллограммы, выводы по работе.

Л а б о р а т о р н а я  р а б о т а  № 6

Исследование безопасной схемы

включения исполнительного реле

с умножителем напряжения

Ц е л ь  р а б о т ы.Изучить схему включения исполнительного реле с умножителем напряжения.

1. Краткие сведения из теории.

Ещё одной распространённой схемой УСО является схема с умножителем напряжения, которая при правильной работе повышает исходное напряжение (обычно 5 В) до напряжения срабатывания реле (10-12 В). Она и будет исследоваться в данной лабораторной.  

Схема с умножителем напряжения приведена на рисунке 1. Принцип её работы следующий. Входные сигналы от контролируемого устройства в виде прямоугольных импульсов поступают на прямой и инверсный входы двухполюсного ключа (ДПК) на транзисторах VT1–VT3. При парафазности сигналов, поступающих от разных датчиков, на входе выпрямителя с умножителем напряжения (ВУН), собранного на элементах C1–C6, VD1–VD6, появляется переменное прямоугольное напряжение, амплитуду которого выбирают меньшей, чем напряжение отпускания исполнительного реле. ВУН выпрямляет и умножает исходное напряжение до уровня, необходимого для работы реле, при поступлении нескольких импульсов.

Повреждение любого элемента ведёт к прекращению умножения напряжения либо снижению выходного напряжения ВУН и исключает возможность ложного притяжения или удержания якоря реле. в случае повреждения трёх и более элементов к реле может быть подключён один из источников ДПК, однако его напряжения недостаточно не только для притяжения, но и для удержания якоря реле во включённом состоянии. Временная диаграмма работы схемы изображена на рисунке 2.

Рисунок 1. Схема УСО с умножителем напряжения

Рисунок 2. Временная диаграмма работы УСО

2. Порядок анализа безопасности схем

Основной порядок анализа схем рассмотрен в лабораторной работе №1.

2.1 Примеры эмуляции элементов лабораторной схемы, предусматривающих отказы

Далее будет рассмотрена эмуляция различных элементов приведённой схемы с помощью EWb. Рассмотренные в лабораторной работе №1 элементы не приводятся.

Рассмотрим построение реального реле. В EWb большинство реле не имеют такого параметра, как сопротивление обмотки, в то же время в данной работе от него зависит работа схемы.

Рисунок 3. Эмуляция реального реле

Рассмотрим реализацию источника питания. В данной схеме для питания ДПК требуется двухполюсный источник питания, который собирается из двух обычных и заземления.

Рисунок 4. Эмуляция двухполюсного источника питания

Рисунок 5. Имитирование сигналов датчика УСО.

На рисунке 5 рассмотрено построение схемы имитации сигналов датчика. Элементы и их номиналы этой схемы должны остаться неизменными. Разрешается лишь изменить клавишу ключа. Напряжение ГПИ — 5 В, ток отпускания реле — 0,025 А. Верхний выход схемы — прямой сигнал, нижний — инверсный.

   При построении схем нужно учитывать замечания, приведённые в лабораторной работе №1.