RU1797098C - Устройство дл формировани кода текущего состо ни критической ситуации технического объекта - Google Patents

Abstract

Использование: в сложных системах дл  повышени  безопасности функционирооз- ни  в критических .ситуаци х, имеющих несколько сущ-ественных состо ний. Сущность изобретени : устройство содержит группу датчиков, три коммутатора, за- датчик кода начального состо ни , три блока буферной пам ти, блок формировани  адресов начал списков смежных состо ний , счетчик, блок задани  режима, генератор тактовых импульсов, две группы формирователей импульса, группу элементов ИЛИ, формирователь кода реального времени, группу блоков буферной пам ти, схему сравнени , блок микропрограммного управлени , 2 ил.

Description

: Изобретение относитс  к.средствам автоматического управлени , контрол  и сигнализации сложных технических систем, в частности летательных аппаратов, и может быть использовано дл  повышени  безопасности их функционировани  в критических ситуаци х (КС), имеющих несколько существенных состо ний.

Известно устройство дл  определени  состо ни  критической ситуации, содержащее группу датчиков, блок буферной пам ти , блок формировани  адресов начал списков смежных состо ний, блок задани  режима, счетчик, коммутатор, задатчик кода начального состо ни , генератор тактовых импульсов, элемент задержки, элементы И,. ИЛИ. Данное устройство осуществл ет пошаговый контроль развити  критической ситуации . В каждый момент времени

устройство формирует код текущего состо ни  критической ситуации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  контрол  состо ни  критической ситуации , содержащее группу датчиков, блок формировани  адресов начал списков смежных состо ний, три счетчика, блок задани  режима и порога, два коммутатора, цифроаналоговый преобразователь, два компаратора, схему сравнени , элемент ИЛИ, задатчик количества параллельных процессов, генератор тактовых импульсов, блок буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов, блок пам ти начальных состо ний параллельных процессов , блок выбора логических функций, блок управлени  и синхронизации. Устройство обеспечивает контроль критических ситуаИ

N

8

IOO

|

ций, состо щих из нескольких параллельных процессов. Код текущего состо ни  каждого процесса, отслеживаемый устройством , хранитс  в соответствующей  чейке блока буферной пам ти текущих состо ний параллельных процессов. При запуске устройства текущим состо нием становитс  начальное состо ние, с которого начинаетс  развитие данного процесса. Необходимость смены текущего состо ни  определ етс  активностью переходов в смежные состо ни  и их относительным приоритетом; если все переходы в смежные состо ни  пассивны, то текущее состо ние процесса не измен етс , в противном слу- чае текущим становитс  смежное состо ние , которому соответствует активный переход с наибольшим приоритетом. Активность каждого перехода определ етс  путем опроса соответствующего датчика из группы датчиков: если сигнал с выхода датчика равен логической единице, то переход активен, если сигнал равен логическому нулю - переход пассивен. Приоритетность переходов из любого состо ни  задаетс  заранее и в ходе развити  процесса не измен етс .

Недостаток этого устройства состоит в том, что изменение текущего состо ни  как любого отдельного процесса, так и КС в це- лом происходит в соответствии с фиксированной системой приоритетов переходов в смежные состо ни . Однако в реальных услови х приоритеты переходов могут измен тьс  в процессе развити  КС, например, в зависимости от времени срабатывани  соответствующих датчиков: чем раньше сработал датчик, тем приоритетнее соответствующий переход. Использование устройства в этих услови х приводит к фор- мированию ошибочного кода текущего состо ни  КС, срыву управлени  летательным аппаратом и возможной аварии.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  устройства за счет возможности учета изменени  приоритетов переходов объекта в смежные состо ни .

Дл  достижени  поставленной цели в устройство дл  формировани  кода текущего состо ни  критической ситуации техниче- ского объекта, содержащее группу датчиков, генератор тактовых импульсов, схему сравнени , задатчик кода начального состо ни , два коммутатора, первый блок буферной пам ти, блок формировани  адре- сов начал списков смежных состо ний, счетчик , блок задани  режима и блок микропрограммного управлени , первый информационный вход которого соединен с выходом первого коммутатора, второй ин-

формационный вход - с выходом указани  конца списка смежных состо ний блока задани  режима, синхровход-с первым выходом генератора тактовых импульсов, вход сброса - с входом запуска генератора тактовых импульсов, входами сброса первого блока буферной пам ти и счетчика и с входом запуска устройства, первый вход - с первым управл ющим входом второго коммутатора , второй выход- с входом управлени  записью первого блока буферной пам ти, а выход счетчика подключен к информационному входу задани  режима, св занного выходом выбора датчика с адресным входом первого коммутатора, группа информационных входов котор.ого соединена с выходами датчиков группы, выход задатчика кода начального состо ни  подключен к первому информационному входу второго коммутатора, соединенного выходом с информационным входом первого блока буферной пам ти, выход которого подключен к выходу устройства и адресному входу блока формировани  адресов начал списков смежных состо ний, соединенного выходом с информационным входом счетчика , синхровход которого соединен с синх- ровходом первого блока буферной пам ти и вторым выходом генератора тактовых импульсов , дополнительно введены формирователь кода реального времени, две группы формирователей импульса, группа элементов ИЛИ, группа блоков буферной пам ти, второй и третий блоки буферной пам ти, третий коммутатор, адресный вход которого соединен с выходом выбора датчика блока .задани  режима, подключенного группой информационных входов к .выходам блоков Г буферной пам ти группы, а выходом - к информационному входу второго блока буфер- ной пам ти и первому входу схемы сравнени , второй вход которой соединен выходом второго блока буферной пам ти, а выход- с третьим информационным входом блока микропрограммного управлени , третий выход которого подключен к входу разрешени  установки счетчика, четвертый и п тый выходы соединены с входами управлени  записью соответственно третьего и второго блоков буферной пам ти, шестой выход - с счетным входом счетчика, а седьмой выход- с вторым управл ющим входом второго коммутатора, св занного вторым информационным входом с выходом третьего блока буферной пам ти, информационный вход которого соединен с выходом кода смежного состо ни  блока задани  режима, вход сброса - с входом сброса второго блока буферной пам ти, первыми входами элементов ИЛИ группы и входом запуска устройсгва , а г.инхровход с синхровходом второго блока буферной пам ти и вторым выходом генератора тактовых импульсов, выход каждого датчика группы через соответствующий формирователь импульса пер- вой группы подключен к входу управлени  записью соответствующего блока буферной пам ти группы, а через соответствующий формирователь импульса второй группы - к второму входу соответствующего элемента ИЛИ группы, выход каждого из которых соединен с входом сброса соответствующего блока буферной пам ти группы, информационный вход каждого из которых подключен к входу запуска устройства, причем каждый датчик выполнен в виде датчика состо ни  соответствующего узла технического объекта.

В предложенном техническом решении поддержание гибкой системы приоритетов обеспечиваетс  путем фиксации времени срабатывани  датчиков с помощью предусмотренной группы блоков буферной пам - ти. На основании сравнени  времени срабатывани  датчиков, соответствующих переходам в смежные состо ни , определ етс  новое текущее состо ние КС. Сравнение времени срабатывани  различных датчиков производитс  цепью из третьего коммутатора, второго блока буферной пам - ти и схемы сравнени .

Работа устройства синхронизируетс  генератором тактовых импульсов.

Блок микропрограммного управлени  обеспечивает координацию работы отдель- ных элементов устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - граф состо ний устройства .

Устройство дл  формировани  кода текущего состо ни  критической ситуации технического объекта (фиг. 1) содержит группу датчиков 1, генераторб тактовых импульсов , схему 15 сравнени , задатчик 3 кода начального состо ни , коммутаторы 2, 14, 18, блоки 4, 16, 17 буферной пам ти, блок 5 формировани  адресов начал списков смежных состо ний, счетчик 6. блок 7 задани  режима, блок 22 микропрограммного управлени , формирователь 12 кода реального времени, группы формирователей 9 и 10 импульса, группу 11 элементов ИЛИ, группу блоков 13 буферной пам ти, а блок 2 микропрограммного управлени  состоит из двух логических матриц 19 и 21 и счетчика 20.

Датчики 1 группы представл ют собой датчики логического типа, формирующие сигнал О или 1.

Генератор 8 тактовых импульсов формирует с заданным периодом непересекающиес  во времени синхроимпульсы Ф1 и Ф2.

Задэтчик 3 кода начального состо ни  хранит код начального состо ни , с которого начинаетс  работа устройства.

Коммутатор 2 обеспечивает коммутацию сигналов датчиков 1 при поступлении, на его адресные входы кода адреса опрашиваемого датчика.

Коммутатор 14 управл ет работой блока 4 буферной пам ти.

Блок 4 буферной пам ти служит дл  хранени  кода текущего состо ни  КС. Его выход  вл етс  информационным выходом устройства.

Блок-5 формировани  адресов начал списков смежных состо ний хранит адреса начал епископ кодов смежных состо ний, в которые возможен переход из текущего состо ни .

Счетчик б предназначен дл  формировани  адреса очередного смежного состо ни  из списка смежных состо ний.

Информационные разр ды блока 7 задани  режима разбиты на три части

V1 - код смежного состо ни , переход в которое возможен из данного текущего состо ни ;

V2 - адрес датчика, контролирующего переход в данное смежное состо ние;

U - указатель конца (единица указывает на конец списка смежных состо ний).

Формирователь 12 кода реального времени обеспечивает отсчет времени с момента запуска устройства по сигналу Сброс,

Формирователи 9 импульса первой группы обеспечивают выдачу кратковременного импульса по переднему фронту сигналов соответствующих датчиков, а формирователи 10 второй группы - по заднему фронту этих же сигналов.

Блоки буферной пам ти 13 хран т значение кода реального времени в момент срабатывани  соответствующих датчиков 1, Запись информации в блоки буферной пам ти 13 происходит по сигналам с выходов соответствующих формирователей 9 первой группы, а сброс - по заднему фронту этих же сигналов.

Блоки буферной пам ти 13 группы хран т значение кода реального времени в момент срабатывани  соответствующих датчиков 1. Запись информации в блоки буферной пам ти 13 происходит по сигналам с выходов соответствующих формирователей импульса первой группы 9. а сброс - по сигналам с выходов формирователей импульса второй группы 10.

Коммутатор 18 управл ет работой блока 16 буферной пам ти: по адресу, поступающему на его адресные входы, коммутатор 18 обеспечивает коммутацию очередного блока из группы 13 блоков буферной пам ти,

Блок 16 буферной пам ти служит дл  определени  активного перехода с макси-, мальным приоритетом (с минимальным временем срабатывани  соответствующего датчика).

Схема 15 сравнени  формирует на выходе сигнал логической единицы в том случае , если содержимое блока 16 буферной пам ти, коммутируемого коммутатором 18, меньше содержимого блока 17 буферной пам ти .

Блок 17 буферной пам ти служит дл  определени  кода смежного состо ни , соответствующего активному переходу с максимальным приоритетом.

Работа устройства происходит следующим образом (см.фиг. 1).

Функционирование блока 22 микропрограммного управлени  основано на по- тактовом формировании кода состо ни  работы устройства, который хранитс  во внутренней пам ти данного блока и определ ет:

сигналы управлени  блоками 14,4,6,16, 17;

коды следующих состо ний, в которые происходит переход из данного состо ни .

При поступлении внешнего сигнала Сброс обнул етс  содержимое счетчика 6 и блоков 4, 13, 16. 17 буферной пам ти. По этому же сигналу запускаютс  генератор 8 тактовых импульсов и формирователь 12 кода реального времени, а также обеспечиваетс  установка кода нулевого состо ни  во внутренней пам ти блока 22 микропрограммного управлени ,

В ходе работы код состо ни  устройства определ ет управл ющие сигналы д1,...,д7, формируемые на выходах блока 22 микропрограммного управлени . Сигналы х1, х2, хЗ, поступающие на информационные входы блока 22, определ ют код следующего состо ни  устройства, переход в которое фиксируетс  по сигналу Ф1 на син- хровходе.

Сигналы х1. х2, хЗ, участвующие в формировании очередности состо ни  работы устройства, имеют следующий смысл:

х1-срабатывание очередного опрашиваемого датчика;

х2 - найден активный переход с большим приоритетом;

хЗ - конец списка смежных состо ний.

Система логических функций блока 22 микропрограммного управлени  обусловливает функционирование устройства в соответствий с графом состо ний, приведенным на фиг.2.

Кажда  вершина графа состо ни  (см.

фиг. 2) соответствует одному из дев ти конкретных состо ний. Внутри каждой вершины записан в дес тичной форме код соответствующего состо ни . Дл  каждой вершины также указаны управл ющие сиг0 налы д1,...,ж7, имеющие единичное значение в данном состо нии.

Кажда  дуга указывает на вершину-состо ние , в которое происходит переход из исходной вершины-состо ни . Каждой дуге

5 приписана логическа  функци  на множестве сигналов х1, х2, хЗ, истинность которой задает переход из исходной вершины-состо ни  в смежную. На фиг. 2 предполагаетс , что если дуге не приписана логическа 

0 функци , то она всегда истинна. Состо ние 0: Начало. На выходах блока 22 присутствуют единичные сигналы Д1, д2. Это обеспечивает запись в блок 4 буферной пам ти по пере5 днему фронту сигнала Ф2 содержимого за- датчика 3 кода начального состо ни . По сигналу Ф1 происходит переход в состо ние 1.

Состо ние 1: Установка начала списка

0 смежных состо ний.

На выходах блока 22 присутствует единичный сигнал дЗ. Это обеспечивает запись в счетчик 6 по переднему фронту Ф2 содержимого  чейки блока 5 формировани  адре5 сов начал списков смежных состо ний, адресом которой  вл етс  код, хранимый в блоке 4 буферной пам ти. По сигналу Ф1 происходит переход в состо ние 2. Состо ние 2: Анализ переходов.

0 На выходах блока 22 отсутствуют единичные сигналы, поэтому никаких изменений в работе устройства не происходит. Если в данном состо нии х1 0, хЗ 1, то по сигналу Ф1 происходит переход в состо 5 ние 1, если х1 ХЗ 1, то происходит переход в состо ние 6, если х1 хЗ - 0. то происходит переход в состо ние 8, если же х1 1, хЗ 0, то происходит переход в состо ние 3.

0 Состо ние 3: Установка очередного активного перехода с большим приоритетом, На выходах блока 22 присутствуют единичные сигналы д4, д5. Это обеспечивает запись по .переднему фронту Ф2 в блок 16

5 буферной пам ти кода момента времени срабатывани  датчика, соответствующего активному переходу с большим приоритетом , который хранитс  в одном из блоков 13 буферной пам ти группы. В блок 17 буферной пам ти записываетс  код смежного состо ни , в которое ведет данный активный переход. По сигналу Ф1 происходит переход в состо ние 4.

Состо ние 4: Установка следующего перехода.

На выходах блока 22 присутствует единичный сигнал дб. Это обеспечивает по переднему фронту Ф2 увеличение содержимого счетчика б на единицу. Тем самым обеспечиваетс  контроль перехода в следующее состо ние из списка смежных состо ний. По сигналу Ф1 происходит переход в состо ние 5.

Состо ние 5: Анализ переходов.

На выходах блока 22 отсутствуют единичные сигналы, поэтому никаких изменений в работе устройства не происходит. Если в данном состо нии х х2 10, хЗ О, то по сигналу Ф1 происходит переход в состо ние 3, если х1 хЗ 0 или х2 хЗ О, то происходит переход в состо ние 7, если же х1 х2 хЗ 1, то происходит переход в состо ние 6.

Состо ние 6: Установка активного перехода с наибольшим приоритетом.

На выходах блока 22 присутствуют единичные сигналы д4, дб. Это обеспечивает запись по переднему фронту Ф2 в блок 16 буферной пам ти кода момента времени срабатывани  датчика, соответствующего очередному активному переходу с наибольшим приоритетом, который хранитс  в одном из блоков буферной пам ти группы 13. В блок 17 буферной пам ти записываетс 

код смежного состо ни , в которое ведет данный активный переход. По сигналу Ф1 происходит переход в состо ние 7.

Состо ние 7: Коррекци  текущего со- сто ни .

На выходах блока 22 присутствуют единичные сигналы д7 д2. Это обеспечивает запись по переднему фронту Ф2 содержимого блока 17 буферной пам ти в блок 4 буферной пам ти. По сигналу Ф1 происходит переход в состо ние 1.

Состо ние 8: Установка следующего перехода.

На выходах блока 22 присутствует еди- ничный сигнал дб. Это обеспечивает по переднему фронту Ф2 увеличение содержимого счетчика б на единицу. Тем самым обеспечиваетс  контроль перехода в следующее состо ние из списка смежных состо ний. По сигналу Ф1 происходит переход в состо ние 2.

Технические преимущества предложенного устройства по сравнению с прототипом

состо т в расширении функциональных возможностей устройства за счет возможности учета изменени  приоритетов переходов обьекта в смежные состо ни .

За счет указанных технических преимуществ повышаетс  надежность информационного сопровождени  оператора при управлении сложными техническими системами и тем самым увеличиваетс  безопасность их функционировани .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  формировани  кода текущего состо ни  критической ситуации технического объекта, содержащее группу датчиков, генератор тактовых импульсов, схему сравнени , задатчик кода начального состо ни , два коммутатора, первый блок буферной пам ти, блок формировани  адресов начала списков смежных состо ний, счетчик, блок задани  режима и блок микропрограммного управлени , первый информационный вход которого соединен с выходом первого коммутатора, второй информационный вход - с выходом указани  конца списка смежных состо ний блока задани  режима, синхровход - с первым выходом генератора тактовых импульсов, вход сброса - с входом запуска генератора тактовых импульсов, входами сброса первого блока буферной пам ти и счетчика и с входом запуска устройства, первый выход - с первым управл ющим входом второго коммутатора , второй выход-с входом управлени  записью первого блока буферной пам ти, а выход счетчика подключен к информационному входу блока задани  режима , св занном выходом выбора датчика с адресным входом первого коммутатора, группа информационных входов которого соединена с выходами датчиков группы, выход зздатчикэ кода начального состо ни  подключен к первому информационному входу второго коммутатора, соединенного выходом с информационным входом первого блока буферной пам ти, выход которого подключен выходу устройства и адресному входу блока формировани  адресов начала списков смежных состо ний, соединенного выходом с информационным входом счетчика , синхровход которого соединен с синхровходом первого блока буферной пам ти и с вторым выходом генератора тактовых импульсов , отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени  устройства за счет возможности учета приори- тетов переходов объекта в смежные состо ни , в устройство введены формирователь кода реального времени,две группы формирователей импульса, группа элементов ИЛИ группа блоков буферной пам ти, второй и третий блоки буферной пам ти, третий коммутатор, адресный вход которого соединен с выходом выбора датчика блока задани  режима, подключенного группой информационных входов к выходам блоков буферной пам ти группы, а выходом - к информационному входу второго блока буферной пам ти и к первому входу схемы сравнени , второй вход которой соединен с выходом второго блока буферной пам ти, а выход - с третьим информационным входом блока микропрограммного управлени . третий выход которого подключен к входу разрешени  установки счетчика, четвертый и п тый выходы - с входами управлени  записью соответственно третьего и второго блоков буферной пам ти, шестой выход - со счетным входом счетчика, а седьмой выход

   - с вторым управл ющим входом второго коммутатора, св занного вторым информационным входом с выходом третьего блока буферной пам ти, информационный вход которого соединен с выходом кода смежного состо ни  блока задани  режима, вход сброса -- с входом сброса второго блока буферной пам ти, с первыми входами элементов ИЛИ группы и с входом запуска устройства, а синхровход - с синхровходом второго блока буферной пам ти и с вторым выходом генератора тактовых импульсов, выход каждого датчика группы через соответствующий формирователь импульса первой группы подключен к входу управлени  записью соответствующего блока буферной пам ти группы, а через соответствующий формирователь импульса второй группы - к второму входу соответствующего элемента ИЛИ группы, выход каждого из которых соединен с входом сброса соответствующего блока буферной пам ти группы, информационный вход каждого из которых подключен к выходу формировател  кода реального времени , соединенного входом запуска с входом запуска устройства, причем каждый датчик

   выполнен в виде датчика состо ни  соответствующего узла технического объекта.

   Д) Л1.А2