Circuite logice cu autoprotectie

Circuite logice cu autoprotectie

Siguranta la functionare

Circuitele logice, fie ca sunt compuse din relee electromecanice sau din porti logice semiconductoare, pot fi construite sub mai multe variante pentru realizarea aceleiasi functii. Nu exista in general o metoda "corecta" de proiectare a circuitelor logice complexe, dar exista unele metode ce sunt mai bune decat altele.

In sistemele de control, siguranta joaca un rol important (sau cel putin ar trebui sa o faca). Daca exista mai multe metode de realizare a unui circuit digital care sa realizeze aceiasi functie, iar una dintre metode este mai buna din punct de vedere al sigurantei la functionare, atunci acea metoda este mai buna decat celelalte.

Exemplu: instalarea unui sistem de alarma in caz de incendiu

Sa luam ca si exemplu un sistem simplu si sa vedem cum il putem implementa folosind relee logice. Sa presupunem ca un laborator mare sau o cladire industriala urmeaza sa fie echipata cu un sistem de alarma in caz de incendiu. Acest sistem urmeaza sa fie activat de oricare dintre comutatoarele instalate in intreaga cladire. Sistemul ar trebui sa functioneze astfel incat sirena sa se energizeze daca oricare dintre comutatoare este actionat.

La o prima vedere, ar parea ca circuitul logic este extrem de simplu: utilizam contacte normal-deschise conectate in paralel, precum in figura alaturata. Practic, aceasta este o functie logica SAU cu patru intrari. Putem extinde acest circuit pentru a include un numar oricat de mare de comutatoare, fiecare fiind adaugat in serie. Ne vom limita insa la patru in acest exemplu. In orice caz, acesta pare un sistem elementar si totul pare a fi in regula.

Defectiunea la deschidere

Dar ce se intampla in cazul unui defect de circuit? Natura circuitelor electrice este astfel incat defectele de functionare ce constau in deschiderea circuitului sunt mult mai frecvente decat oricare alt tip de defecte. Aceste deschideri ale circuitului se pot datora deschiderii contactelor releelor, intreruperea conductorilor, arderea sigurantelor fuzibile, etc. Luand acest lucru in considerare, pare normal sa realizam un circuit care sa fie cat mai tolerant posibil la o astfel de defectiune.

Sa presupunem, de exemplu, ca firul conductor al comutatorului doi se distruge, ducand la deschiderea circuitului in acest punct. In cazul in care aceasta defectiune ar avea loc, comutatorul 2 nu ar mai putea alimenta sirena in cazul in care ar fi actionat (inchis). Acest lucru, evident, nu este de dorit in cazul unui incendiu. Daca sistemul nu este verificat periodic ( o idee buna oricum), nimeni nu ar putea stii ca exista o problema pana cand cineva nu ar incerca sa utilizeze acel comutator in caz de urgenta.

Reproiectarea sistemului

Dar daca am re-proiecta sistemul astfel incat alarma sa se declanseze (si) in cazul unui astfel de defect? Astfel, defectul conductorului ar duce la o alarma de incendiu falsa. Totusi, acest scenariu este de preferat celui in care comutatorul nu functioneaza deloc in cazuri de urgenta. Pentru atingerea acestui scop, va trebui sa refacem circuit, astfel incat alarma sa fie declansata de un comutator deschis si nu de unul inchis. Comutatoarele vor trebui sa fie normal-inchise si in serie, alimentand bobina unui releu care la randul ei activeaza un contact normal-inchis ce controleaza sirena.

Atunci cand toate comutatoarele sunt de-energizate (starea normala a sistemului), bobina releului CR1 va fi energizata (prima linie). Contactul CR1 (linia a doua) prin urmare, va fi deschis, iar sirena nu este alimentata. Totusi, in cazul in care oricare dintre comutatoare este actionat, bobina CR1 se de-energizeaza, iar contactul CR1 revine la starea sa normala, si anume, inchis. Alarma este in acest caz alimentata si se va declansa. Aditional, daca exista un defect al conductorilor din prima linie a circuitului, alarma se va declansa. Daca se descopera ca alarma este falsa, personalul cladirii va stii ca sistemul de alarma este defect si necesita reperatii.

Observatie

Cu siguranta, circuitul este mult mai complex decat era inaintea introducerii releului de control CR1, iar sistemul poate si in acest caz sa nu functioneze corespunzator. Acest lucru se poate intampla daca apare un defect in linia a doua a circuitului. Dar totusi, acest circuit este mai sigur si preferabil din acest punct de vedere.