CS273716B1 - Connection for programmable regulator's real time redundancy - Google Patents

Description

Vynález se týká zapojení pro zálohování reálného času programovatelného regulátoru při výpadku napětí.

U regulátorů, které mění své regulační parametry v závislosti na čase, například u regulátorů teploty ve vytápěných prostorách, u regulátorů mikroklimatu a podobně, je třeba zálohovat časovou informaci pro případ výpadku sílového napětí.

Jsou známá zapojení, která využívají zálohovaného generátoru úplné časové informace. Tato zapojení jsou vytvořena z řady čítačů pro čítání sekund, minut, hodin a dnů. Součástí těchto zapojení jsou složité přídavné obvody, které zajišlují nulování, nastavování a čtení reálného času. Nulování a nastavování reálného času se provádí pomocí přepínačů, které se připojují na nastavovací vstupy čítačů. Při tomto provedení se nulování a nastavování provádí mimo vlastní ovládací klávesnici. V některých případech, zejména když se předpokládá častější nastavování se jednotlivé nastavovací vstupy čítačů připojují na výstupní brány počítače, V tomto případě nulování i nastavování provádí obsluha z klávesnice počítače. Známé je také řešení, při kterém se nastavování reálného času zajišíuje doplňkovým generátorem. Doplňkový generátor podle informací z počítače vytváří a vysílá pulsy, jejichž počet odpovídá rozdílu mezi časem, který ukazuje obvod reálného času a skutečným reálným časem. Čtení se zajišíuje přes vstupní brány počítače, které jsou připojeny ke všem výstupům čítačů, Z údajů jednotlivých čítačů zpracovává počítač výsledný údaj do tvaru vhodného pro zobrazení na obrazovce. Nevýhodou tohoto uspořádání je, že je značně složité a drahé. Má vyšší spotřebu energie a s ohledem na vyšší počet součástí roste cena.

Tyto nedostatky odstraňuje zapojení pro zálohování reálného času programovatelného regulátoru podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že vstupní svorka zapojení je spojena se vstupem analogové paměti, jejíž vstup je spojen se vstupem nesymetrického integrátoru. Výstup nesymetrického integrátoru je spojen se signálovým vstupem klopného obvodu. Výstup klopného obvodu je spojen s nastavovacím vstupem blokovacího hradla, s nulovacím vstupem mikropočítače a s řídicím vstupem přepínacího obvodu. Hodinový vstup přepínacího obvodu je apojen s výstupem zálohovacích hodin. Výstup přepínacího obvodu je spojen se vstupem čítače. Výstup čítače je spojen s ovládacím vstupem mikropočítače. Dorovnávací výstup mikropočítače je spojen s dorovnávacím vstupem přepínacího obvodu. Blokovací výstup mikropočítače je spojen s blokovacím vstupem blokovacího bradla. Výstup blokovacího hradla je spojen s blokovacím vstupem klopného obvodu.

Výhodou uspořádání podle vynálezu je, že v době výpadku napájecího napětí, kdy se přeruší vytváření časové informace v mikropočítači, se časová informace o délce výpadku vytváří ukládáním pulsů s periodou 2s do čítače. Když skončí výpadek napájecího napětí, údaj z čítače se připočítá k původní hodnotě reálného času, při které došlo k výpadku napětí. Tato hodnota se uchovávápo dobu výpadku napájecího napětí v zálohované paměti dat. Tím odpadá sestava čítačů pro vytváření úplné časové informace. Odpadají i obvody pro nastavení a pro čtení těchto čítačů. Pro připojení k mikropočítači stačí jedna vstupní brána a dvě výstupní brány. Zapojení uchovává časovou informaci s dostatečnou přesností. Je jednoduché a levné. Není náročné na spotřebu elektrické enrgie, především v době, kdy dojde k výpadku napájecího napětí.

Příklad uspořádání podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkrese v blokovém schématu.

Jednotlivé bloky zapojení je možno charakterizovat takto. Analogová parně! 1 je vytvořena z tranzistoru a kondenzátoru. Slouží k uchování Informace o dostatečné úrovni napětí v době poklesu pulsujícího napětí, Tím zabraňuje, aby nedošlo k poklesu napětí na vstupu klopného obvodu % v době mezi jednotlivými pulsy dvoucestně usměrněného nefiltrovaného napájecího napětí.

’ ~ >

CS 273716 Bl

Nesymetrický integrátor 2 je vytvořen z impedančního převodníku, kondenzátoru a odporu, ke kterému je paralelné připojena dioda. Slouží k vytvoření časového inter válu mezi ukončením výpadku napájecího napětí a obnovení funkce mikropočítače 8, Klopný obvod 2 j® Sohmidtův klopný obvod vytvořený z hradel typu NAND a dvou odporů. Slouží k vytváření impulsu pro přerušení funkce mikropočítače 8 při výpadků napájecího napětí.

Blokovací hradlo £ je hradlo typu NAND. Slouží k blokování klopného obvodu 2 v době, kdy mikropočítač 8 provádí činnost, kterou nelze přerušit.

Přepínací obvod 2 3® vytvořen ze čtyř hradel typu NAND. Slouží k přepínání impulsů přicházejících na jednotlivé vstupy čítače 7 na jeho výstup, podle druhu právě probíhající činnosti zapojení.

Zálohovací hodiny 6 jsou vytvořeny z krystalem řízeného oscilátoru, z děličky a z derivačního obvodu. Slouží k vytváření krátkých pulsů s periodou 2s v době výpad ku napájecího napětí.

Čítač 7 je n bitový čítač, jehož výstup je n bitovým výstupem. Slouží k uchován impulsů v době výpadku napájecího napětí.

Mikropočítač 8 je jednočipový osmibitový mikropočítač s pamětí programů a dat. Slouží k řízení funkce celého zapojení.

Jednotlivé obvody, bloky a svorky jsou spojeny takto.

Vstupní svorka 01 zapojení je spojena sa vstupem 11 analogové paměti 1. Výstup 12 analogové paměti 1 ja spojen se vstupem 21 nesymetrického integrátoru 2. Výstup 22 nesymetrického integrátoru 2 je spojen se signálovým vstupem 31 klopného obvodu 2· Výstup 33 klopného obvodu 2 je spojen s nastavovacím vstupem 42 blokovacího hradla £, s nulovacím vstupem 82 mikropočítače 8 a s řídicím vstupem 51 přepínacího obvodu 2· Hodinový vstup 52 přepínacího obvodu 2 je spojen s výstupem 61 zálohovacích hodin 6. Výstup 54 přepínacího obvodu 2 je spojen se vstupem 71 čítače 7. Výstup 72 čítače 2 je spojen s ovládacím vstupem 81 mikropočítače 8. Dorovnávací vstup 84 mikropočítače 8 je spojen s dorovnávacím vstupem 53 přepínacího obvodu 2· Blokovací výstup 83 mikropočítače 8 je spojen s blokovacím vstupem 41 blokovacího hradla £. Výstup 43 blokovacího hradla £ je spojen s blokovacím vstupem 32 klopného obvodu 2·

V případě, že se programovatelný regulátor napájí ze sílového zdroje, pracuje zapojení takto. Na vstupní svorku 01 zapojení se přivádí dvoucestně usměrněné nefiltrované napájecí napětí. Toto napětí přechází na vstup 11 analogové paměti 1. Protože při poklesu pulsujícího napětí pod určitou stanovenou hodnotu by došlo k přerušení činnosti mikropočítače 8, zajišíuje analogová paměl 1 překlenutí tohoto intervalu v době, kdy nedochází k výpadku napájecího napětí. Na výstupu 12 analogové paměti 1 je signál nulové hodnoty. Signál stejné úrovně je i na vstupu 21 nesymterického integrátoru 2. V nesymetrickém integrátoru 2 se tento signál neguje, takže na výstupu 22 nesymetrického integrátoru 2 je signál úrovně log.l. Tento signál prochází beze změny úrovně klopným obvodem 2 β přivádí se na nulovací vstup 82 mikropočítače

8. Mikropočítač 8 je v aktivním režimu a ostatní bloky zapojení se nevyužívají.

Jestliže dojde k výpadku napájecího napětí, přeruší se přívod dvoucestně usměrněného nefiltrovaného napájecího napětí na vstupní svorku 01 zapojení a na vstup 11 analogové paměti 1. Analogová pamět 1 po krátkém intervalu změní stav svého výstupu 12 na úroveň blízkou úrovni log. 1. Signál stejné úrovně je i na vstupu 21 nesymetrického integrátoru 2. V nesymetrickém integrátoru 2 se tento signál okamžitě neguje. Na výstupu 22 nesymterického integrátoru 2 je signál úrovně log.O.

Další činnoet zapojení závisí na tom, zda mikropočítač 8 provádí činnost která může být přerušena, nebo zda provádí činnost, která nemůže být přerušena. Jestliže

A~' .. CS 273716 Bl mikropočítač 8 právě provádí činnost, která může být přerušena, potom signál úrovně log. 0 je na signálovém vstupu 31 klopného obvodu 2 a na blokovacím výstupu 83 mikropočítače 8 je signál úrovně log. O”, Tento signál přechází na blokovací vstup 41 blokovacího hradla 4. V blokovacím hradle 4 se tento signál neguje. Na nastavovacím vstupu 42 blokovacího hradla 4 je signál úrovně '.'log. 1, Tento signál přechází na blokovací vstup 32 klopného obvodu 2· Jestliže je na blokovacím vstupu 32 klopného obvodu 2 signál úrovně log.l a jestliže je současně na jeho signálovém vstupu 21 signál úrovně log, 0, potom je na výstupu 33 klopného obvodu 2 signál úrovně log. 0. Tento signál přichází na nulovací vstup 82 mikropočítače 8. Jakmile se tento signál objeví na nulovaoím vstupu 82 mikropočítače 8, okamžitě se činnost mikropočítače 8 přeruší. Stejný signál úrovně log. 0 přichází i na řídicí vstup 51 přepínacího obvodu 5. Tímto signálem se přepínací obvod 5 přepne do stavu, při kterém přijímá impulsy z výstupu 61 zálohovacích hodin 6. Impulsy ze zálohovacích hodin 6 přicházejí na hodinový vstup 52 přepínacího obvodu 2 ^a vedou se beze změny na výstup 54 přepínacího obvodu 2· % výstupu 54 přepínacího obvodu 2 přecházejí impulsy do čítače 7, ve kterém se čítají,

V případě, že mikropočítač 8 provádí činnost, která nesmí být přerušena, to je například v případě, když provádí úpravu časové informace a přenosem hodiny, minuty, vteřiny a podobně, potom je na blokovacím výstupu 83 mikropočítače 8 signál úrovně log. 1. Tento signál se převádí na blokovací vstup 41 blokovacího hradla 4. Na výstupu 43 blokovacího hradla 4 je signál úrovně log. 0. Tento signál přechází na blokovací vatup 32 klopného obvodu 2» Na výstupu 33 klopného obvodu 2 3® v tomto případě signál úrovně log. 1. Mikropočítač 8 pokračuje v činnosti, která nesmí být přerušena. Když mikropočítač 8 tuto činnost dokončí, okamžitě se přepne jeho blokovací výstup 83 z původní úrovně log. 1 na úroveň log. 0. Tím se změní i úroveň signálu na výstupu 42 blokovacího hradla 4 z původní úrovně log. 0 na novou úroveň log. 1. To má za následek i změnu úrovně signálu na výstupu 33 klopného obvodu 2 ² původní úrovně log. 1 na novou úroveň log. 0, Zapojení opět pracuje jako v případě, kdy činnost mikropočítače 8 může být přerušena, jak bylo popsáno v předchozím odstavci.

Když se opět obnoví napájecí napětí, js opět na vstupní svorce 01 zapojení dvoucestně usměrněné nefiltrované napájecí napětí, které přechází na vstup 11 analogové paměti 1. Na vustupu 12 analogové paměti je signál blízký úrovni log, 0, který přechází na vstup 21 nesymterlckóho integrátoru 2. Na výstupu 22 nesymetrického integrátoru 2 pomalu roste napětí. Toto napětí se přivádí na signálový vstup 31 klopného obvodu 2· P° dosažení nastavené komparační úrovně se změní stav výstupu 33 klopního obvodu 2 ² původní úrovně log. 0 na novou úroveň log. 1. Tím se odblokuje nulovací vstup 82 mikropočítače 8, který opět zahájí činnost. Současně se signál úrovně log. 1 přivádí na řídicí vstup 51 přepínacího obvodu 2« Na dorovnávací vstup 53 přepínacího obvodu 5 přicházejí impulsy z dorovnávacího výstupu 85 mikropočítače 8, Tyto impulsy převádí přepínací obvod 2 ^na svůj výstup 54, odkud přecházejí na vstup 71 čítače 7. V čítači 7, se Impulsy čítají. Když dojde ke změně signálu na výstupu 72 čítače 7, přivádí se změněný signál na ovládací výstup 81 mikropočítače 8, Mikropočítač 8 přestane vysílat Impulsy ze svého dorovnávacího výstupu 84. Z počtu vyslaných impulsu a z úrovně signálu na svém ovládacím vstupu 81 vyhodnotí mikropočítač 8 počet impulsů zaznamenaných v čítači 7 v době výpadku napájecího napětí. Získanou informací se v mikropočítači 8 zajistí aktualizace reálného času po skončení výpadku napájecího napětí.

Vynálezu se využije v regulační technice.

CS 273716 Bl

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení pro zálohování reálného Sasu programovatelného regulátoru, vyznačující se tím, Se vstupní svorka (01) zapojení je spojena se vstupem (11) analogové paměti (1), jejíž výstup (12) je spojen se vstupem (21) nesymterického integrátoru (2), jehož výstup (22) Je spojen se signálovým vstupem (31) klopného obvodu (3), jehož výstup (33) je spojen s nastavovacím vstupem (42) blokovacího hradla (4), s nulovacím vstupem (82) mikropočítače (8) a a řídicím vstupem (51) přepínacího obvodu (5), jehož hodinový vstup (52) Je spojen s výstupem (61) zálohovacích hodin (6) a výstup (54) přepínacího obvodu (5) je spojen se vstupem (71) čítače (7), jehož výstup (72) je spojen s ovládaoím vstupem (81) mikropočítače (8), jehož dorovnávaoí výstup (84) je spojen s dorovnávaoím vstupem (53) přepínacího obvodu (5) a blokovací výstup (83) mikropočítače (8) je spojen s blokovacím vstupem (41) blokovacího hradla (4), jehož výstup (43) je spojen s blokovacím vstupem (32) klopného obvodu (3).