RU2642347C1

RU2642347C1 - Method of comparison of controlling signals and device for its realization

Info

Publication number: RU2642347C1
Application number: RU2016135394A
Authority: RU
Inventors: Виталий Геннадиевич Гуменников; Дмитрий Валерьевич Шалягин; Александр Николаевич Колочко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Диалог-транс"
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2018-01-24

Abstract

FIELD: control systems.

SUBSTANCE: invention relates to control systems for responsible technological processes, in particular to railway traffic control systems for railway transport. Method and device for its implementation can be used in any control devices, regardless of their purpose and application. Control devices can be built on the basis of computer hardware, microprocessors, digital or analog elements.

EFFECT: invention provides detection of the constant states of the device of each of the duplicating channels by checking the dynamic nature of the control signals arriving at the comparison device, due to which the safety of the device operation is increased, the structure of its construction is simplified.

5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к системам управления ответственными технологическими процессами, в частности, к элементам систем управления движением поездов на железнодорожном транспорте. Сравнение контрольных сигналов необходимо в микроэлектронных или микропроцессорных системах управления движением поездов, имеющих дублированную структуру построения для обеспечения их безопасного функционирования.The invention relates to control systems for critical technological processes, in particular, to elements of control systems for the movement of trains in railway transport. A comparison of control signals is necessary in microelectronic or microprocessor-based train control systems with a duplicated construction structure to ensure their safe functioning.

Известен способ сравнения контрольных сигналов, основанный на применении элементов, реализующих функцию «равнозначность» (см. например, учебное пособие: Шалягин Д.В. Теоретические основы автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте: Дискретные автоматы. М.: МИИТ, 2010. - 161 с., или любой учебник по дискретным устройствам). Недостатком этого способа является невозможность его использования в безопасной системе управления движением поездов, так как появление в его элементах отказа приводит к не обнаружению неправильной работы одного или обоих комплектов дублированного устройства.There is a method of comparing control signals based on the use of elements that implement the function of "equivalence" (see, for example, the manual: Chaliagin DV Theoretical foundations of automation and telemechanics in railway transport: Discrete automata. M: MIIT, 2010. - 161 s., or any textbook on discrete devices). The disadvantage of this method is the impossibility of its use in a safe train control system, since the appearance of a failure in its elements leads to failure to detect incorrect operation of one or both sets of the duplicated device.

Известно также устройство, в котором реализован способ сравнения контрольных сигналов (патент РФ №2286279, Двухканальная система для регулирования движения железнодорожных транспортных средств, авторы В.Г. Гуменников, А.Ю. Крылов и Д.В. Шалягин.). Этот способ заключается в том, что для контроля работы системы, т.е. сравнения контрольных сигналов каждого из каналов, используется двухкаскадная схема сравнения, входы и выходы которой имеют гальваническую развязку на оптронах для формирования соответствующего сигнала. Первый каскад схемы сравнения, подключенный к контрольным выходам первого и второго канала, включает в себя два оптронных формирователя сигналов, элемент сравнения на диодном мостике, динамический триггер и выходной элемент первого каскада, выход которого образует цепь обратной связи динамического триггера, к которой также подключен элемент запуска первого каскада. Второй каскад состоит из динамического триггера, цепь обратной связи которого включает в себя выходной элемент схемы сравнения, а также элемент запуска второго каскада.A device is also known in which a control signal comparison method is implemented (RF patent No. 2286279, Two-channel system for regulating the movement of railway vehicles, the authors V.G. Gumennikov, A.Yu. Krylov and D.V. Chaliagin.). This method consists in the fact that to control the operation of the system, i.e. comparison of control signals of each channel, a two-stage comparison circuit is used, the inputs and outputs of which are galvanically isolated on optocouplers to form the corresponding signal. The first stage of the comparison circuit connected to the control outputs of the first and second channel includes two optocoupler signal shapers, a diode bridge comparison element, a dynamic trigger, and an output element of the first stage, the output of which forms a dynamic trigger feedback circuit, to which the element is also connected launch of the first cascade. The second stage consists of a dynamic trigger, the feedback circuit of which includes the output element of the comparison circuit, as well as the trigger element of the second stage.

Наиболее близким к заявляемому способу по максимальному количеству сходных признаков является способ контроля работы двухканальной системы для регулирования движения железнодорожных транспортных средств (патент РФ №2286279, МПК B61L 27/04, G06F 11/00), который выбран в качестве прототипа. Способ заключается в том, что в процессе работы двухканальной микропроцессорной системы сигналы на одноименных контрольных точках устройств каждого из двух каналов сравниваются между собой, при положительном результате этого сравнения выдается выходной сигнал на объект управления, причем используется задержка времени выдачи этого сигнала, величина которой превышает длительность одного цикла контроля каналов.Closest to the claimed method according to the maximum number of similar features is a method of controlling the operation of a two-channel system for regulating the movement of railway vehicles (RF patent No. 2286279, IPC B61L 27/04, G06F 11/00), which is selected as a prototype. The method consists in the fact that during the operation of the two-channel microprocessor system, the signals at the same control points of the devices of each of the two channels are compared with each other, with a positive result of this comparison, an output signal is issued to the control object, and a delay time of this signal is used, the value of which exceeds the duration one channel control cycle.

Недостатком этого способа является то, что при его применении возможна ситуация, при которой устройство одного из каналов может перейти в константное состояние. Это состояние характерно тем, что сигнал на контрольном выходе канала принимает постоянное значение, не распознаваемое следующим элементом как логические значения ноль или единица. При этом возникает возможность появления его неконтролируемого состояния, которое может быть опасным для управляемого системой процесса. Выявление таких состояний требует применения внешних контролирующих средств, что снижает эффективность системы, ее быстродействие, повышает стоимость ее проектирования и внедрения.The disadvantage of this method is that when it is applied, a situation is possible in which the device of one of the channels can go into a constant state. This state is characteristic in that the signal at the control output of the channel takes a constant value that is not recognized by the next element as logical values of zero or one. In this case, the possibility arises of its uncontrolled state, which can be dangerous for a process controlled by the system. The identification of such conditions requires the use of external control means, which reduces the efficiency of the system, its speed, increases the cost of its design and implementation.

В основу предлагаемого изобретения положена определенная последовательность действий при сравнении контрольных сигналов устройства управления ответственными объектами, позволяющая осуществлять контроль состояний этого устройства, как при наличии управляющих воздействий, так и при их отсутствии, в том числе обнаруживать константные состояния устройства каждого канала.The basis of the present invention is a certain sequence of actions when comparing the control signals of the control device of critical objects, which allows to monitor the states of this device, both in the presence of control actions and in their absence, including detecting the constant state of the device of each channel.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе сравнения контрольных сигналов в двухканальной системе управления для каждого из каналов проверяется динамический характер его контрольных сигналов, которые поступают на устройство сравнения. Благодаря этому повышается безопасность функционирования устройства, упрощается структура его построения, расширяется область применения. Заявляемый способ может быть использован в любых управляющих устройствах, независимо от их назначения, области применения и используемой элементной базы. Так, управляющие устройства могут быть построены на основе средств вычислительной техники, микропроцессоров, цифровых или аналоговых элементов.The task is achieved by the fact that in the known method for comparing control signals in a two-channel control system for each channel, the dynamic nature of its control signals is checked, which are transmitted to the comparison device. This increases the safety of the device, simplifies the structure of its construction, expands the scope. The inventive method can be used in any control devices, regardless of their purpose, scope and element base used. So, control devices can be built on the basis of computer technology, microprocessors, digital or analog elements.

На фиг. 1 показана общая структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ сравнения, где приведены следующие элементы.In FIG. 1 shows a General structural diagram of a device that implements the proposed method of comparison, which shows the following elements.

1, 2 - соответственно первый и второй идентичные каналы управляющего устройства;1, 2 - respectively, the first and second identical channels of the control device;

3, 4 - формирователи контрольных сигналов с гальванической развязкой выходов на оптронах;3, 4 - control signal shapers with galvanic isolation of outputs on optocouplers;

5 - элемент сравнения;5 - element of comparison;

6, 7 - элементы контроля динамического изменения сигналов первого и второго каналов;6, 7 - control elements for dynamic changes in the signals of the first and second channels;

8 - элемент блока пуска устройства при включении питания или его перезапуска при сбое в работе каналов управляющего устройства или устройства сравнения;8 - element of the start-up block of the device when the power is turned on or restarted when the channels of the control device or the comparison device malfunction;

9 - генератор тактовых импульсов;9 - clock generator;

10 - формирователь частоты сигнала контроля;10 - driver frequency control signal;

11.1, 11.2, 11.3 - ключи управления сигналом контроля;11.1, 11.2, 11.3 - keys for controlling the control signal;

12 - динамический триггер первого каскада;12 - dynamic trigger of the first stage;

13, 14 - выходные ключи диагностики первого каскада;13, 14 - diagnostic output keys of the first stage;

15 - ключ обратной связи динамического триггера первого каскада;15 - feedback key dynamic trigger of the first stage;

16 - преобразователь полярности сигнала динамического триггера первого каскада;16 - converter polarity of the dynamic trigger signal of the first stage;

17 - логический элемент ИЛИ динамического триггера первого каскада;17 - logical element OR dynamic trigger of the first stage;

18 - элемент запуска первого каскада;18 is a trigger element of the first stage;

19 - динамический триггер второго каскада;19 - dynamic trigger of the second stage;

20, 21 - выходные ключи диагностики второго каскада;20, 21 - output keys of the diagnosis of the second stage;

22 - выходной ключ второго каскада;22 - output key of the second stage;

23 - преобразователь полярности сигнала динамического триггера второго каскада;23 - converter polarity of the dynamic trigger signal of the second stage;

24 - логический элемент ИЛИ динамического триггера второго каскада;24 - logical element OR dynamic trigger of the second stage;

25 - элемент запуска второго каскада;25 - a trigger element of the second stage;

26 - элемент выдержки времени.26 is a time delay element.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

При включении питания устройства блоком пуска устройства (на фиг. 1 не показан) запускаются первый 1 и второй 2 идентичные управляющие каналы, работающие от общего генератора тактовых импульсов 9. При этом блоком пуска устройства при включении питания производится первоначальная синхронизация каналов 1 и 2 (на фиг. 1 не показана). Одновременно с этим от элемента 8 блока пуска устройства при включении питания подаются кратковременные импульсы питания на ключи управления сигналом контроля 11.1 и 11.2 параллельно выходам элементов 6 и 7 контроля динамического изменения сигналов первого и второго каналов. Длительность этих импульсов выбрана таким образом, чтобы за это время сработали формирователи 3 и 4 контрольных сигналов с гальванической развязкой на оптронах и динамические сигналы контроля через элемент сравнения 5 поступили на питание элементов 6 и 7, а также сработал триггер 12 и ключ управления сигналом контроля 11.3. Далее осуществляется следующая последовательность действий:When the device’s power is turned on by the device’s start block (not shown in FIG. 1), the first 1 and second 2 identical control channels are launched, operating from a common clock generator 9. In this case, when the power is turned on, the device’s start block synchronizes the channels 1 and 2 (on Fig. 1 is not shown). At the same time, when the power is turned on, from the element 8 of the start-up block of the device, short-term power pulses are supplied to the control keys of the control signal 11.1 and 11.2 in parallel with the outputs of the elements 6 and 7 of the dynamic change control of the signals of the first and second channels. The duration of these pulses is chosen so that during this time the drivers 3 and 4 of the control signals with galvanic isolation on the optocouplers are activated and the dynamic control signals through the comparison element 5 are fed to the elements 6 and 7, as well as the trigger 12 and the control signal control key 11.3 . The following sequence of actions is carried out:

1 - формирователи 3 и 4 преобразуют контрольные сигналы, поступающие от каналов 1 и 2, во взаимно инверсные импульсные сигналы;1 - shapers 3 and 4 convert the control signals received from channels 1 and 2 into mutually inverse pulse signals;

2 - эти сигналы с взаимно инверсными, но синхронными, значениями поступают в элемент сравнения 5, где производится их сравнение по значению (взаимной инверсии) и длительности;2 - these signals with mutually inverse but synchronous values enter the comparison element 5, where they are compared by value (mutual inversion) and duration;

3 - сигналы с выходов элемента сравнения 5 поступают на элементы 6 и 7 контроля динамического изменения сигналов первого и второго каналов соответственно, которые преобразуют эти динамические сигналы в напряжение отрицательной полярности;3 - the signals from the outputs of the comparison element 5 are supplied to the elements 6 and 7 control the dynamic changes of the signals of the first and second channels, respectively, which convert these dynamic signals into a voltage of negative polarity;

4 - с выходов элементов 6 и 7 отрицательное напряжение подается в цепи питания последовательно включенных ключей управления сигналом контроля 11.1 и 11.2, эти напряжения отрицательной полярности поддерживают эти ключи в рабочем состоянии при условии динамического изменения сравниваемых в элементе сравнения 5 контрольных сигналов от формирователей 3 и 4;4 - from the outputs of elements 6 and 7, a negative voltage is supplied to the power circuit of the serially connected control keys for the control signal 11.1 and 11.2, these negative polarity voltages keep these keys in working condition under the condition of dynamic change of the 5 control signals compared in the comparison element from shapers 3 and 4 ;

5 - блок пуска устройства при включении питания (на фиг. 1 цепь не показана) включает элемент запуска первого каскада 18 устройства сравнения, который вырабатывает кратковременный импульс, поступающий через логический элемент ИЛИ первого каскада 17 на питание ключа управления сигналом контроля 11.3; с выхода этого ключа подается напряжение сигнала контроля на элемент динамического триггера 12, причем цепь обратной связи этого триггера содержит выходной ключ динамического триггера первого каскада 15, преобразователь полярности сигнала первого каскада 16, логический элемент ИЛИ первого каскада 17 и ключ управления сигналом контроля 11.3; ключи управления сигналом контроля 11.1, 11.2 и 11.3 включены для сигнала контроля между собой последовательно, чем выполняется логическая функция И;5 - the device start-up block when the power is turned on (the circuit is not shown in Fig. 1) includes a start-up element of the first stage 18 of the comparison device, which generates a short-term pulse transmitted through the OR gate of the first stage 17 to power the control key of the control signal 11.3; from the output of this key, the voltage of the control signal is supplied to the element of the dynamic trigger 12, and the feedback circuit of this trigger contains the output key of the dynamic trigger of the first stage 15, the polarity converter of the signal of the first stage 16, the OR logic element of the first stage 17 and the control signal control key 11.3; control keys for the control signal 11.1, 11.2 and 11.3 are included for the control signal between each other sequentially, thereby fulfilling the logical function AND;

6 - сигнал от выходного ключа 15 динамического триггера первого каскада поступает на вход элемента динамического триггера второго каскада 19;6 - the signal from the output key 15 of the dynamic trigger of the first stage is fed to the input of the element of the dynamic trigger of the second stage 19;

7 - от кратковременного импульса, выработанного элементом запуска первого каскада 18, включается элемент выдержки времени 26, после завершения этой выдержки времени кратковременно включается элемент запуска второго каскада 25;7 - from the short-term pulse generated by the start-up element of the first stage 18, the time delay element 26 is turned on, after the completion of this time delay the start-up element of the second stage 25 is briefly turned on;

8 - выходной импульс элемента запуска второго каскада 25 через логический элемент ИЛИ второго каскада 24 поступает на питание элемента динамического триггера второго каскада 19, цепь обратной связи которого состоит из преобразователя полярности сигнала второго каскада 23 и логического элемента ИЛИ второго каскада 24;8 - output pulse of the trigger element of the second stage 25 through the OR element of the second stage 24 is supplied to the dynamic trigger element of the second stage 19, the feedback circuit of which consists of a polarity converter of the signal of the second stage 23 and the OR logic element of the second stage 24;

9 - с выхода выходного ключа второго каскада 22 контрольный сигнал поступает в выходные каскады устройства управления ответственными технологическими процессами, разрешая им воздействовать на объекты управления;9 - from the output of the output key of the second stage 22, the control signal enters the output stages of the control device of critical technological processes, allowing them to act on the control objects;

10 - выходные ключи диагностики первого каскада 13 и 14 и выходные ключи диагностики второго каскада 20 и 21 вырабатывают диагностические сигналы о фактическом состоянии элементов соответственно первого и второго каскадов устройства; при этом выходные сигналы ключей диагностики 13 и 20 поступают на входы первого канала управляющего устройства 1, а выходные сигналы ключей диагностики 14 и 21 - на входы второго канала управляющего устройства 2 (на фиг. 1 цепи не показаны);10 - diagnostic output keys of the first stage 13 and 14 and diagnostic output keys of the second stage 20 and 21 generate diagnostic signals about the actual state of the elements of the first and second stages of the device, respectively; the output signals of the diagnostic keys 13 and 20 are fed to the inputs of the first channel of the control device 1, and the output signals of the diagnostic keys 14 and 21 are sent to the inputs of the second channel of the control device 2 (circuits are not shown in Fig. 1);

11 - по состоянию диагностических сигналов ключей диагностики первого 13 и 14 и второго 20 и 21 каскадов устройства 1 и 2 определяют состояния схемы сравнения; далее, при значении диагностических сигналов, не соответствующем правильной работе устройства, происходит срабатывание (перезапуск) устройства 8 формирования сигнала пуска и синхронизации управляющих устройств 1 и 2 и элементов контроля динамического изменения сигналов первого 6 и второго 7 каналов, а также запуск первого и второго каскадов элементами 18 и 25.11 - according to the state of the diagnostic signals of the diagnostic keys of the first 13 and 14 and the second 20 and 21 stages of the device 1 and 2, the states of the comparison circuit are determined; further, when the value of the diagnostic signals does not correspond to the correct operation of the device, the device 8 is triggered (restarted) to generate a start and synchronization signal for control devices 1 and 2 and control elements for dynamic changes in the signals of the first 6 and second 7 channels, as well as the start of the first and second stages elements 18 and 25.

При появлении неисправности в устройствах каналов 1 или 2, а также в случае отказа в элементах схемы сравнения 3, …, 22 (кроме элементов 13, 14, 20 и 21) на выходе элемента 22 контрольный сигнал выключается, чем исключается какое-либо воздействие выходных каскадов устройства на объекты управления ответственными технологическими процессами. Для этого в предлагаемом устройстве выполняются следующие операции:In the event of a malfunction in the devices of channels 1 or 2, as well as in the event of a failure in the elements of the comparison circuit 3, ..., 22 (except for elements 13, 14, 20 and 21) at the output of element 22, the control signal is turned off, thereby excluding any impact of the output cascades of devices on the objects of control of responsible technological processes. To do this, the proposed device performs the following operations:

а) на элементе сравнения 5 проверяется взаимная синхронность и инверсность сигналов контроля каналов 1 и 2;a) on the element of comparison 5 checks the mutual synchronism and inversion of the control signals of channels 1 and 2;

б) элементами 6 и 7 определяется наличие динамического изменения этих контрольных сигналов;b) the elements 6 and 7 determine the presence of dynamic changes in these control signals;

в) с помощью логического элемента 11.1, 11.2, 11.3 и динамического триггера первого каскада с элементом 12 проверяется правильность срабатывания элементов схемы контроля;c) using the logic element 11.1, 11.2, 11.3 and the dynamic trigger of the first stage with element 12, the correct operation of the elements of the control circuit is checked;

г) элементом выдержки времени 26 происходит задержка запуска второго каскада элементом 25, причем за это время задержки должен пройти полный тест проверки работы устройств 1 и 2 с положительным результатом.d) the delay element 26, the start of the second stage is delayed by the element 25, and during this delay time, a full test of the operation of devices 1 and 2 must pass with a positive result.

При нарушении синхронности сигналов контроля каналов 1 и 2 выключаются элемент сравнения 5, элемент динамический триггер 12 первого каскада и ключ управления сигналом контроля 11.3, чем исключается прохождение контрольного сигнала на выход устройства. Аналогичный результат происходит при нарушении динамического характера сигналов контроля: в этом случае элементами 6 или 7 снимается питание с ключей управления сигналом контроля 11.1 или 11.2, чем выключается динамический триггер 12 и исключается прохождение контрольного сигнала на выход устройства. Выбор элемента 6 или 7, а также соответствующего ключа 11.1 или 11.2 определяется в элементе сравнения 5 по значению контрольного сигнала, поступающего от формирователей контрольных сигналов 3 или 4.In case of violation of the synchronism of the control signals of channels 1 and 2, the comparison element 5, the dynamic trigger element 12 of the first stage and the control signal control key 11.3 are turned off, which excludes the passage of the control signal to the output of the device. A similar result occurs when the dynamic nature of the control signals is violated: in this case, elements 6 or 7 remove the power from the control keys of the control signal 11.1 or 11.2, which turns off the dynamic trigger 12 and excludes the passage of the control signal to the output of the device. The choice of element 6 or 7, as well as the corresponding key 11.1 or 11.2, is determined in comparison element 5 by the value of the control signal received from the control signal generators 3 or 4.

При появлении сбоя в работе одного из каналов выключаются выходные ключи управления и благодаря сигналам диагностики от ключей 13, 14 и 20, 21 каналы 1 и 2 перезапускаются элементом 8 и включают элементы запуска первого и второго каскадов 18 и 25 (с выдержкой времени 26) соответственно. При этом работа устройства восстанавливается. В случае устойчивого отказа в одном из каналов 1 или 2 происходит полное выключение устройства, так как число перезапусков ограничено в элементах 18 и 25 специальными счетчиками перезапусков.When a malfunction occurs in one of the channels, the output control keys are turned off and, thanks to the diagnostic signals from the keys 13, 14 and 20, 21, channels 1 and 2 are restarted by element 8 and include the start elements of the first and second stages 18 and 25 (with a time delay of 26), respectively . In this case, the operation of the device is restored. In the event of a steady failure in one of channels 1 or 2, the device switches off completely, since the number of restarts is limited in elements 18 and 25 by special restart counters.

Работа устройства поясняется схемами, на которых показаны:The operation of the device is illustrated by diagrams showing:

фиг. 2 - функциональная схема устройства сравнения контрольных сигналов и динамического триггера первого каскада;FIG. 2 is a functional diagram of a device for comparing control signals and a dynamic trigger of the first stage;

фиг. 3 - функциональная схема динамического триггера второго каскада.FIG. 3 is a functional diagram of a dynamic trigger of the second stage.

Схема сравнения 5 (см. фиг. 2) представляет собой диодный мостик, в котором в качестве двух из четырех диодов использованы светодиоды оптронов, причем с выходов этих оптронов снимаются динамические сигналы, поступающие от формирователей 3 и 4 соответственно. Эти динамические сигналы поступают в преобразователи 6 и 7 в напряжение отрицательной полярности. Цепь тока светодиодов обоих оптронов схемы сравнения 5 проходит через последовательно включенные светодиоды оптронов выходных ключей диагностики первого каскада 13 и 14, светодиод оптрона ключа 15 обратной связи динамического триггера первого каскада, фототранзистор оптрона элемента динамического триггера первого каскада 12 и диоды схемы сравнения 5. Она может образоваться только при взаимно инверсных значениях контрольных сигналов на выходах формирователей 3 и 4, а также при рабочем состоянии последовательно включенных ключей 11.1, 11.2 и 11.3. До образования этой цепи питание ключей 11.1, 11.2 и ключа 11.3 осуществляется от элементов 8 и 18 соответственно.Comparison scheme 5 (see FIG. 2) is a diode bridge in which optocoupler LEDs are used as two of the four diodes, and dynamic signals coming from the formers 3 and 4, respectively, are removed from the outputs of these optocouplers. These dynamic signals are supplied to the converters 6 and 7 in a voltage of negative polarity. The current circuit of the LEDs of both optocouplers of the comparison circuit 5 passes through the serially connected LEDs of the optocouplers of the diagnostic output keys of the first stage 13 and 14, the LED of the optocoupler of the feedback key 15 of the dynamic trigger of the first stage, the phototransistor of the optocoupler of the element of the dynamic trigger of the first stage 12 and the diodes of the comparison circuit 5. It can be formed only with mutually inverse values of the control signals at the outputs of the shapers 3 and 4, as well as with the operational state of the keys 11.1, 11.2 and 11.3 connected in series. Before the formation of this circuit, the power of the keys 11.1, 11.2 and key 11.3 is provided from the elements 8 and 18, respectively.

Преобразователи 6 и 7, а также преобразователи 16 и 23 (см. фиг. 3) представляют собой диодно-конденсаторный дешифратор импульсного сигнала, выходное напряжение которого имеет отрицательное значение. Одновременно эти преобразователи обладают свойством зависимости их выходного напряжения от частоты входного сигнала, чем обеспечивается дополнительный контроль значения тактовой частоты, вырабатываемой генератором тактовых импульсов 9 и исправность формирователя частоты сигнала контроля 10.Converters 6 and 7, as well as converters 16 and 23 (see Fig. 3) are a diode-capacitor decoder of the pulse signal, the output voltage of which has a negative value. At the same time, these converters have the property of the dependence of their output voltage on the frequency of the input signal, which provides additional control of the clock frequency generated by the clock generator 9 and the health of the frequency driver of the control signal 10.

Отрицательное напряжение от преобразователей 6 и 7 поступает в цепи питания ключей управления сигналом контроля 11.1 и 11.2. Эти ключи предварительно получают кратковременное питание от элемента пуска 8, причем его длительность определяется емкостями конденсаторов, установленных в элементе 8, в котором также установлены последовательно включенные между собой усилитель и по выходам два оптрона.Negative voltage from converters 6 and 7 enters the power supply circuit of the control keys of the control signal 11.1 and 11.2. These keys first receive short-term power from the start element 8, and its duration is determined by the capacitors of the capacitors installed in the element 8, in which the amplifier and two optocouplers are also connected in series with each other.

При условии правильного функционирования управляющих устройств 1 и 2 и формирователей 3 и 4, на выходе диодного мостика схемы сравнения 5 появляется постоянное напряжение. От этого напряжения питается следующая последовательная цепь: транзистор оптрона элемента динамического триггера первого каскада 12, светодиод ключа обратной связи динамического триггера первого каскада 15 и светодиоды выходных ключей диагностики первого каскада 13 и 14. Кроме этого, на светодиод элемента динамического триггера первого каскада 12 подается частота контроля от ключа управления сигналом контроля 11.3. Питание этого ключа осуществляется первоначально кратковременно от элемента запуска первого каскада 18 через конденсатор в элементе ИЛИ 17 первого каскада, а затем, после срабатывания триггера 12, - от цепи обратной связи этого триггера, включающей модули 15, 16 и 17.With the correct functioning of the control devices 1 and 2 and the shapers 3 and 4, a constant voltage appears at the output of the diode bridge of the comparison circuit 5. The following serial circuit is fed from this voltage: the optocoupler transistor of the dynamic trigger element of the first stage 12, the feedback key LED of the dynamic trigger of the first stage 15 and the LEDs of the diagnostic output keys of the first stage 13 and 14. In addition, the frequency of the dynamic trigger element of the first stage 12 is supplied control from the control key control signal 11.3. The power of this key is initially short-lived from the start element of the first stage 18 through a capacitor in the OR element 17 of the first stage, and then, after the trigger 12 is activated, from the feedback circuit of this trigger, including modules 15, 16 and 17.

На выходе элемента 15, являющегося выходом первого каскада устройства сравнения, контрольный сигнал будет присутствовать все время, пока правильно функционируют оба канала управляющего устройства 1 и 2 и отсутствуют сбои или отказы в элементах самого первого каскада устройства сравнения. В противном случае этот сигнал выключается, динамический триггер первого каскада 12 сбрасывается, а восстановление его работы возможно только путем нового перезапуска устройства элементами 8 и 18.At the output of element 15, which is the output of the first stage of the comparison device, a control signal will be present as long as both channels of the control device 1 and 2 are functioning correctly and there are no failures or failures in the elements of the very first stage of the comparison device. Otherwise, this signal is turned off, the dynamic trigger of the first stage 12 is reset, and restoration of its operation is possible only by a new restart of the device by elements 8 and 18.

Контрольный сигнал от выхода первого каскада устройства сравнения (от оптрона 15) поступает на вход второго каскада (фиг. 3), в котором последовательно включены усилитель и динамический триггер второго каскада 19. Цепь обратной связи триггера образуется следующими элементами: оптрон, усилитель контрольного сигнала, преобразователь 23 в напряжение отрицательной полярности, элемент ИЛИ второго каскада. Для включения триггера 19 необходимо, чтобы от пускового импульса элемента 18 после выдержки времени, задаваемой элементом 26, сработал элемент запуска второго каскада 25, который выдает кратковременный импульс питания на входной элемент триггера 19. После срабатывания этого триггера выходные сигналы контрольной частоты поступают на выходные ключи диагностики второго каскада оптроны 20 и 21 и выходной ключ второго каскада 22.The control signal from the output of the first stage of the comparison device (from the optocoupler 15) is fed to the input of the second stage (Fig. 3), in which the amplifier and the dynamic trigger of the second stage 19 are connected in series. The trigger feedback circuit is formed by the following elements: optocoupler, control signal amplifier, a converter 23 to a voltage of negative polarity, an OR element of a second stage. To turn on the trigger 19, it is necessary that, after the delay time of the element 18, after the time delay set by the element 26, the start element of the second stage 25 is activated, which gives a short-term power pulse to the input element of the trigger 19. After the trigger is triggered, the output signals of the control frequency are fed to the output keys diagnostics of the second stage of the optocouplers 20 and 21 and the output key of the second stage 22.

Таким образом, в предлагаемом устройстве осуществляется способ сравнения контрольных сигналов управляющих устройств 1 и 2, проверки их динамического изменения, формирование диагностических сигналов о работе устройства сравнения и выходного сигнала управления, чем достигается цель изобретения.Thus, in the proposed device, a method for comparing control signals of control devices 1 and 2, checking their dynamic changes, generating diagnostic signals about the operation of the comparison device and the control output signal is achieved, which achieves the purpose of the invention.

Claims

1. A method of comparing control signals, which consists in the fact that to control the operation of a two-channel control system when its power is turned on, channels are synchronized; at the same time, short-term power pulses are supplied to the control keys of the control signal, the duration of which is sufficient for the trigger of the first stage to work; further control signals are converted into mutually inverse, but synchronous, impulse signals entering the comparison element, where they are compared by value and duration; from the output of the control key of the control signal, the control voltage is supplied to the dynamic trigger and the output key of the first stage, the signal from which is fed to the input of the dynamic trigger element of the second stage, and from the short-term pulse generated by the start element of the first stage, the time delay element is turned on to test the device, after this time is completed, the trigger element of the second stage is briefly turned on, the pulse from the output of which is supplied to the power of the element dynamically th flip-flop of the second stage, the control signal output from the second output switch stage enters the output stages responsible process control devices, allowing them to act on the objects of management; in addition, the diagnostic output keys of the first and second stages provide diagnostic signals about the actual state of the elements of the first and second stages of the device, which are received at the inputs of the first and second channels of the control device; signals of diagnostic keys determine the status of the comparison device; when the value of these signals does not correspond to the correct operation of the device, a restart of the device is turned on, characterized in that, in order to increase the safety of the device and the reliability of its control, the signals from the outputs of the comparison element are sent to the control elements for dynamic changes in the signals of the first and second channels that convert these signals in negative polarity voltages to power the serially connected control signal control keys that support these keys in working condition oyanii provided to dynamically change the control signal being compared.

2. A control signal comparison device for implementing the method according to claim 1, comprising two identical control device channels operating synchronously from a common clock generator, to the control outputs of which are shapers of synchronous mutually inverse control signals connected to the inputs of the comparison circuit, the outputs of this comparison circuit connected to the power circuit of the dynamic trigger of the first stage, the input of which is connected to the output of the control key of the control signal, and the output to the output keys of the diagnostic and output to the first key of the dynamic trigger of the first stage, the output of which is connected to the power supply of the control key of the signal of the dynamic trigger of the first stage through the output signal converter, to which the trigger element of the first stage is also connected, in addition, the input of the dynamic trigger of the second stage is connected to the output key of the dynamic trigger of the first stage the feedback circuit of which forms the converter of the output signal of the second stage, connected to the power circuit of the dynamic trigger of the second stage yes, the output keys of the diagnostic and the object control signal are connected to the output of this trigger, and the second stage trigger element connected through the time delay element to the first stage trigger element, characterized in that in order to increase the safety of the device’s functioning and the reliability of its control, are connected to the input two control elements for dynamic signals of the first and second channels connected to power circuits of the additional first and second control keys of the control signal, the input of which is connected to the device’s clock frequency divider, and the output - with the input of the control key of the control signal of the dynamic trigger of the first stage.

3. The device according to claim 2, in which the comparison circuit is based on a diode bridge containing two pairs of diodes, in which the diodes of the first pair are interconnected by anodes, forming the first output of the comparison circuit, the diodes of the second pair are interconnected by cathodes, forming a second output comparison circuits, and the compared signals are fed to the connection points of the anodes and cathodes of the diodes of different pairs, the resulting comparison signal is removed from the connection points of the anodes of the first pair of diodes and cathodes of the second pair of diodes, characterized in that as the diode The second pair of LEDs uses optocoupler LEDs, the outputs of which are connected to the power supply circuits of the first and second control key for the control signal through diode-capacitor pulse decoders, respectively, and the pulse-work diode-capacitor decoders contain a capacitor connected in series with the first output, the second output of which is connected to the anode of the first diode and the cathode of the second diode, the cathode of the first diode connected to the common wire of the device, the anode of the second diode with the output of this decipher ora, and through the capacitor - with the device’s common wire.

4. The device according to claim 2, in which the dynamic trigger of the first stage is based on two optocouplers, in which the LED of the first optocoupler is connected to the output of the control key of the control signal, the emitter of the first optocoupler is connected to the first output of the comparison circuit, and its collector to the cathode of the LED a second optocoupler, the anode of which is connected to the second output of the comparison circuit; to the output of the transistor of the second optocoupler, which is also the output of the dynamic trigger of the first stage, a diode-capacitor decoder is connected, the output of which is connected to the power supply circuit of the control key of the control signal, to which the output of the start element of the first stage is also connected via a capacitor, characterized in that in the device three control keys of the control signal are applied, connected in series with each other, forming a logical circuit AND, in which you are connected to the input of the first control key of the control signal the stroke of the clock frequency divider, the power of the first and second control keys of the control signal is supplied from the outputs of the first and second diode-capacitor decoders of the comparison circuit, and the third control key of the control signal is supplied from the output of the diode-capacitor decoder of the dynamic trigger of the first stage, in addition to the circuit From the veto diode of the second optocoupler, the LEDs of two optocouplers are also included, the transistor outputs of which are connected to the diagnostic outputs of the devices of the first and second channels.

5. The device according to claim 2, in which the dynamic trigger of the second cascade is made on the basis of two optocouplers, the input of the LED of the first optocoupler connected to the output of the dynamic trigger of the first cascade, the output of its transistor with the LED of the second optocoupler, the transistor of which through the amplifier is connected to the input a diode-capacitor decoder, the output of which is connected to the power circuit of the emitter of the transistor of the first optocoupler, to which the output of the trigger element of the second stage is also connected via a capacitor, characterized in that the input the trigger stage of the second stage is connected to the output of the trigger element of the first stage through a time delay circuit for full testing of the entire device, in addition, the output of the dynamic trigger of the second stage is formed by a circuit from the LED of the output optocoupler and the LEDs of two additionally connected optocouplers, the transistor outputs of which are connected to the diagnostic outputs of the devices the first and second channels, and this circuit is connected through an amplifier to the output of the diode-capacitor decoder.