SU1032601A1 - Устройство дл переключени резервируемых блоков системы телеуправлени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВИРУЕМЫХ БЛОКОВ СИСТЕМЫ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ , содержащее блоки коммутации , выходы которых подключены к информационным входам последующих и управл ющим входам предыдущих резервируемых блоков системы, a информационные входы блоков коммутации подключены к выходам предыдущих резерви руемых блоков системы, кодирующие блоки, выходы которых соединены с входами управлени  соответствующих блоков коммутации, первый элемент ИЛИ и элемент И, о т л и ч a ю щ ее с   тем, что, с целью уменьшени  времени восстановлени  работоспособности и упрощени  устройства, в него введены измеритель-преобразо ватель , блок пам ти, первый и второй генераторы тактовых импульсов, первый и .второй генераторы М-последовательности , дешифратор, счетчик периода контрол , первый и второй управл емые вентили счетчик импульсов и второй элемент ИЛИ, выходы последнего блока коммутации подключены к соответствующим входам пер вого и второго элементов ИЛИ выход второго элемента ИЛИ соединен с входом измерител -преобразовател  и с запрещающим входом первого генератора тактовых импульсов, выход измерител -преобразовател  соединен с информационным входом блока пам ти, вход опроса которого соединен с выходом счетчика периода контрол  и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока памати , a выход элемента И - с открывающие входами первого и второго управл емых вентилей и с управл ющим входом счетчика импульсов ,, закрывакмций вход второго управл емого вентил  соединен с выходом первого генератора тактовых импульсов и с такто ,вым входом первого генератора М-после довательности, информационный вход с выходом счетчика импульсов и закрывающим входом первого управл емого вентил , выход - с запускающим вхб дом первого генератора тактовых э импульсов, выход второго генерато:АЭ , ра М-последовательности соединен с to 35 информационным входом первого управл емого вентил , выход которого э соединен с информационным входом первого п-разр дноро генератора М-посдедовательности, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора, св занного выходами .с входами соответствующих ксщирукнцих блоков , выход второга генератора тактовых импульсов соединен с тактовым вхбдом :второго генератора М-последовательности и со счетным входом счетчикаимпульсов .

Description

1 Изобретение относитс  к автоматике и управлению и может быть испо льэовано при построении систем с восстановлением работоспособности при отказах элементов. Известно устройство телеуправлени  переключением параллельно работающих двоичных каналов тракта передачи данных, содержащее блоки переключений, контрол  состо ни  оборудовани  и канал телеуправлени , в котором выходы двоичных каналов тракта ,через блок декодировани  совместно с выходами блоков контрол  состо нийканалов и выходами блока переключений подключены к блоку управлени  , соединенному с входами коммутации блока аереключений и входными шинами блока повышени  достоверности пере- дачи цифровой информации f 1 3 К недостаткам, устройства относитс  то, что Ьно обеспечивает во становление работоспособности двоич ных Каналов передачи данных только при резервировании каналов передачи в целом и не обеспечивает восстановление работоспособности аппаратуры в случае применени  поблочного (поэлементного) резервировани  при возникновении отказов более одного . Известно устройство дл  контрол  дискретного канала св зи с частотной манипул цией сигнала, содержащеетракты приема сдвиговых частот, подключенные к решающему блоку, и блок сравнени , к входам которого подключены блок усреднени  сигнала и блок усреднени  помех, причем тра ты приема сдвиговых частот дополнительно подключены через формировате ли выборок к распределителю, выходы которого подключены к блокам усреднени  сигнала и помех, при этом к д ( полнительному входу распределител  ключен выход решающего блока С2J. К недостаткам устройства относит с  то, что. оно не обеспечив т авто матического восстановлени  работо-. способности системы при целом р де отказбв схемных элементов дискретно го канала св зи, не св занных с зад чей оценкой отношени  сигнал/шум. . .-IT Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  переключени  резервных блоков системы телеуправлени , содержащее блоки комму 01 тации, подключенные к выходам и вторым входам предыдущих и первымвходам последующих рабочих и резервных блоков аппаратуры, кодирующих устройств выходы которых соединены с входами управлени  соответствующих блоков коммутации, элементы И и ИЛИ, соединенные с соответствующими элементами НЕ и мажоритарными элементами C3J. Недостатком систем телеуправлени  , включающих в себ  описанное устройство дл  переключени  резервных блоков  вл етс  длительное врем  вoJCCтaнoвлeни  работоспособности аппаратуры, ее сложность, особенно в случа х использовани  ма.)цоритарного резервировани  с резервными холодными блоками, а также необходим мость использовани  а аппаратуре телеуправлени , расположённой на управл емом объекте, специальных гене-; раторов тестовых сигналов. Цель изобретени  - уменьшение времени восстановлени  работоспособности системы и упрощение устройств ва. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  переключени  резервируемых блоков системы тел.еуправлени , содержащее блоки коммутации, выходы которых подключены к информационным входам последующих и управл ющим входам преды.г дущих резервируемых блоков системы , а информационные входы блоков коммутации подключены к выходам предыдущих резервируемых блоков системы , кодирующие блоки, выходы которых соединены с входами управлени  соответствующих блоков коммутации , первый элемент ИЛИ и элемент И, введены измеритель-преобразователь , блок пам ти , первый и второй генераторы тактовых импульсов первый и второй генераторы М-последовательности , дешифратор счетчИк периода контрол , первый и второй управл емые вентили, счетчик .импульсов и второй элемент ИЛИ, выходы последнего блока коммутации подключены к соответствующим входам первого и второго элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом измерител -преобразовател  и с запрещающим входом первого генератора тактовых импуль сое еыхЬд измерител -преобразова теп  соединен с информационным входом блока пам ти вход опроса которого соединен с выходом счетчика периода контрол  и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока пам ти, а выход элемента И - с открывающими входами пер вого и второго управл емых вентилей и с управл ющим входам счетг чика импульсов, закрывающий вход второго управл емого- вентил  соединен с выходом первого генератора тактовых импульсов и с тактовым входом первого генератора Нпоследовательности , информационный вход - с выходом счетчика импульсов и закрывающим входом первого управл емого вентил , выход - с запускающим входом первого генератора Тактовых импульсов, выход второго генератора М- последова .тельности соединен с информационным входом первого управл емого вентил , выход которого соединен с информационным входом первого п-разр дного генератора М- последовательнрсти , выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора , св занного выходами с входами соответствующих кодирующих блоков, выход второго генератора тактовых импульсов соединен с тактовым -входо второго генератора М-последовательнос:ти и со счетным входом счетчика импульсов,

На. чертеже приведена блок-схема устройства.

-Устройство содержит измерительпреобразователь (ИП ) 1, блока пам ти 2, элемент И 3, первый генератор k тактовых импульсов, первый генератор 5 М-последователЬности, дешифратор 6, счетчик 7 периода контрол  (СПК), второй генератор 8 тактовых импулвоов, кодирующий блок 9, второй генератор 10 М-последовательности , первый 11 и второй 12 управл емые вентили, счетчик 13 импульсов , блоки I коммутации, первый 15 и второй 16 элементы ИЛИ и резервируемые блоки 17.

БЛОКИ Vt коммутации своими входами и выходами с первого по К (К-краность резервировани ) подключены со ответственно к выходам и управл ющи входам предыдущих, а своими выходами с К+1 по 2К к информационным

входам последующих блоков 17 аппаратуры телеуправлени . Информационные оды блоков 17  вл ютс  функциональными входами, по которым поступают сигналы, обрабатываемые сответствующим блоком 17 и на управ ющие входы поступают сигналы от блока И дл  включени  или выклюг чени  напр жени  питани  конкретного блока 17. Выход каждого кодирующего блока 9 соединен с входом yh равлени  соответствующего блока k коммутации. Выходы последнего блока коммутации подключены параллельно к соответствующим входам первого и второго элементов ИЛИ 15 и 16, выход второго элемента ИЛИ 16 соединен с входом измерител -преобразовател  1 запрещающим входоп первого генератора тактовых импульсов, выход измерител -преобразовател  1 соединен с информационным входом запоминаюего блока 2, вход опроса которрго соединен с выходом счетчика, 7 перида контрол  и первым входом элеменх1 И 3, второй вход которого соединен с выходом запоминающего блока 2, выход элемента И 3 соединен с открывающими входами первого и второго . управл емых вентилей 11 и 12 и с управл ющим входом счетчика 13 импульсов , закрывающий вход второго управ емого ; вентил  12 соединен с выходом первого генератора k тактовых мпульсов,и тактовым входом первого генератора 5 М-последовательности,информационный вход, второго управл емого вентил  12 соединен с выходом счетчика 13 импульсов и закрывающим . входом первого управл емого вентил  11, выход втооого управл емого вен ил  12 соединен с запускающим вхО ом первого генератора, А тактовых импульсов, выход второго генератора 10 М-последовательности соединен с информационным входом первого управл емого вентил  11, выход которого соединен с информационным входом первого п-разр дного генератора 5 М-последовательности, выходы которо- го с первого по п-ый соединены с соответствующими входами дешифратора 6., выходы которого с первого по N соединены соответственно с входами с первого по N каждого из кодирующих блоков 9, выход второго генератора 8 тактовых импульсов соединен с тактовым входом второго генератора 10 М-последовательности и счетным входо счетчика 13 импульсов, Устройство работает следующим об разом. Каждый канал К-кратио резервированной системы разбит на (N-1) блоков 17, соединенных между собой и, в случае необходимости, с соответствующими блоками 17 через N блоков k коммутации, обеспечивающих соединение любого из j-ro блока 17 с любым (j-1 )-м или любой комбинацией (j-1)-х блоков 17 других каналов. Управление каждым блоком 1А коммута ции осуществл ет блок 9, содержащий К-разр дный регистр, с помощью К-раз р дного позиционного кода, в котором значение 1 в определенном разр де (разр дах) обеспечивает включение с ответствующего блока (блоков) 17. Значение конкретного К- разр дного кода в каждом блоке 9 (и, следовательно , комбинаци  включенных в работу в данный момент блоков 17 в каж дом вертикальном сечении аппаратуры телеуправлени ) определ етс  номером входа этого блока (с 1-го по N), на котором по вл етс  сигнал, соответствующий значению 1. С помощью кодирующих блоков 9 и блоков 1 коммутации может быть образована и вклю чена люба  возможна  конфигураци  блоков 17. После включени  исходной .конфигурации блоков 17 начинаетс  функционирование системы. Измерител преобразователь 1 , подсоединенный к выходам резервируемых блоков I. через второй элемент ИЛИ 16 определ ет факт работоспособности системы, обрабатыва  выходные сигналы системы (в выбранном объеме), например, фиксирует факт прохождени  переданного с управл ющего объекта дискретного командного сигнала управлени  или факт прохождени  через аппаратуру переданного слова цифровой информации. Передаватьс  могут как рабочие сигналы,.используемые в процессе управлени , так и контрольные сигналы, не задействованные дл  упраалени . На врем  прохождени  на выход системы рабочего или контрольного сигнала на выходе измерител преобразовател  1 по вл етс  уровень сигнала, соответствующего 1, Если на интервале времени, называемом периодом контрол , на выходе л1«меритвл -преобразовател  1 пр витс  один или несколько сигналов 1, то аппаратура телеуправлени  счита- етс  работоспособной. СПК 7 непрерывно с момента включени  аппаратуры отсчитывает интервалы времени (периоды контрол  ), выбранные из тех соображений , чтобы эти интервалы были несколько больше наиболее длинного из планируемых интервалов между передачами в аппаратуру телеуправлени  рабочих или контрольных сигналов. Если за период контрол  на выходе ИП 1 по вл етс  один или несколько сигналов 1 блок 2 запомина ет.этот факт за счет изменени  своего состо ни . Блок 2 представл ет собой статический или динамический триггер с двум  входами (один - дл  записи информации, другой - дл  опроса состо ни  запоминающего блока 2 и установки его в исходное состо ние) и одним используемым выходом (дл  сн ти  сигнала - признака состо ни  блока 2 ). Сигнал конца периода контрол  с выхода СПК 7 поступает на вход блока 2 дл  опроса состо ни  и на вход элемента И 3. Если за период контрол  рабочие или контрольные сигналы проходили через систему и блок 2 мен л свОе состо ние, то на его выходе не в{арабатываетс  в момент опроса сигнал. Если же за период контрол  информаци  не проходила.через систему и блок 2 не мен л своего состо ни , то на его выходе вырабатываетс  в момент опроса сигнал, который, совпав с сигналом на выходе СПК 7, вызывает сигнал на выходе элемента И 3. С момента включени  апп;аратуры непрерывно работают генератор 8 и генератор 10, генериру  псевдослучайную последовательность. Генераторы 5 и Ю простроены таким образом, что длина М-последовательности, генерируемой генератором 8 много больше, чем длина М-последовательности, генерируемой первым генератором 5. Длина М-последовательности, генерируемой генератором $ равна , где п - число разр дов регистра, а N - число, близкое к числу возможных конфигураций блоков 17. В регистре генератора 5 за период М-Носледовательности последовательно вырабатываютс  N равномерно распределенных п-ра3|э дных двоичных чисел, каждое на которых  вл етс  номером включенной в работу в данный момент конфигурации блоков 17. Длина последовательности , непрерывно тенерируемой генератором 10 равна М , где m число разр дов регистра генератора 10, причем , поэтому исходное состо ние генератора 5 в момент начала перебора конфигураций аппаратуры телеуправлени  определ етс  случайным числом,.вз тым из выборки, распределенной равномерно.

В случае нарушени  работоспособности аппаратуры телеуправлени  (при непрохоадении через нее за период контрол  ни одного контролируемого сигнала) на выходе элемента И 3 по вл етс  сигнал, поступающий на управл ющий вход счетчика 13 дл  об. нулени  счетчика и на входы управл емых вентилей 11 и 12 дл  их открывани . Через открывающийс  вентиль 11 сигналы М-последовательности с выхода второго генератора Ш liocтупают ria информационный вход первого генератора 5 дл  задани  исходного состо ни  его сдвигового регистра .- Счетчик 13 импульсов, досчитав до числа, равного п (числу разр дов регистра первого генератора), вырабатывает сигнал, который поступает

на вход первого вентил  11 дл  его закрыти , и на информационный вход второго вентил  12 дл  того, чтобы этот сигнал, пройд  на выход вентил  12 и попав на вход первого генератЪра тактовых импульсс в k, запустил его. После запуска он начинает вырабатывать тактовые импульсы с периодом , достаточным дл  прохождени  через anijapajypy телеуправлени  рабочих или контрольных сигналов. Тактовые импут ьсы поступают на тактовый вход генератора 5, исходное состо ние которого определено пачкой сигналов, прошедших через первый вентиль 11 с выхода второго генератора 10. Первый же после запуска генератора i импульс, поступив на закрывающий вход второго управл емого вентил  12, закрывает его

При прохождении на первый генератор 5 каждого тактового импульса в его сдвиговом регистре образуетс  п-разр дное двоичное псевдослучайное число. Это число параллельным кодом описываетс  в, дешифратор 6, преобразуетс  им в сигнал на одном из N выходов дешифратора, соотвётствующем числу, наход щемс  в данныТ момент в регистре сдвига первого генератЪра 5. ЧислоN  вл етс  ближайшим целым (с избытком) числом, равным и равно полному числу возможных конфигураций системы. .

По вившийс  на одном из N выходов дешифратора 6 сигнал (на врем  между двум  соседними импульсами первого генератора тактовых импульсов } поступает на соответствующие входы кодиг рующих блоков 9. Сигнал с каждого входа каждого кодирующего блока 9 преобразуетс  в соответствующий денному входу К-разр дный позиционный- код.

Таким образом начинаетс  переключение конфигураций аппаратуры телеуправлени  с периодом первого

генератора тактовых импульсов.

При первом же прохождении через систему рабочего или контрольного сигнала , по вившегос  на выходе второго элемента ИЛИ 16 соответст аенно , на рабочем выходе системы с первого элемента ИЛИ 15, что говорит о восстановлении работоспособности, этот сигнал, поступив на второй вход первого генератора А, останавливает его, при этом дл  дальнейшей работы фиксируетс  та конфигураци  аппаратуры телеуправлени , котора  обеспечила прохождение рабочих или контрольных сигналов, т.е. восстановление работоспособности системы. При следующих нарушени х работоспособности резервируемых блоков-алгоритм восстановлени  аналогичен вышеописанному.

/ Таким образом, предлагаемое устройство заметно сокращает врем 

восстановлени  резервируемых блоков при отказе аппаратуры , установленной на управл емом изделии при одновременном упрощении аппаратуры. Сокращение времени восстановлени  работоспособности системы при возникновении отказов достигаетс  за счет того, что устройство не производит анализ всех ВОЗМС5ЖНЫХ конфигураций аппараТУ с цепью определени  их работоспособности , а производит перебор конфигураций до момента прохождени  через систему рабочих или контрольных сигналов, фиксиру  после этого

первую же комбинацию блоков 17, через которую прошли упом нутые сигналы без дальнейшего анализа остальных комбинаций. Этот процесс в среднем

ускор етс  за счет случайного пор дка перебора возможных конфигураций аппаратуры телеуправлени  , что соглап суетс  со случайным характером процесса наступлени  отказов в системе. Устройство позвол ет восстанавливать работоспособность системы без

передачи В место управлени  большого объема контрольной информации,необхо-. ДИМОЙ дл  установлени  названи  отказавшего блока и после этого его замены, без предварительного знани  состо ни  каждой из конфигурации аппаратуры .

S i

IS

Claims (1)

1. ' УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВИРУЕМЫХ БЛОКОВ СИСТЕМЫ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ , содержащее блоки коммутации, выходы которых подключены к информационным входам последующих и управляющим входам предыдущих резервируемых блоков системы, а информационные входы блоков коммутации подключены к выходам предыдущих резервируемых блоков системы, кодирующие блоки, выходы которых соединены с входами управления соответствующих блоков коммутации, первый элемент ИЛИ и элемент И, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения ;времени восстановления работоспособности и упрощения устройства, в него введены измеритель-преобразователь, блок памяти, первый и второй •генераторы тактовых импульсов, первый и второй генераторы М-последовательности, дешифратор, счетчик периода контроля, первый и второй управляемые вентили, счетчик импульсов и второй элемент ИЛИ, выходы последнего блока коммутации подключены к соответствующим входам пер вого и второго элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом измерителя-преобразователя и с запрещающим входом первого генератора тактовых импульсов, выход из- * мерителя-преобразователя соединен с информационным входом блока памяти, вход опроса которого соединен с выходом счетчика периода контроля и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом блока памати, а выход элемента И - с открывающими входами первого и второго управляемых вентилей и с управляющим ' входом счетчика импульсов^-,. закрывающий вход второго управляемого вентиля соединен' с выходом первого генератора тактовых импульсов и с тактовым входом первого генератора М-после довательности, информационный вход с выходом счетчика импульсов и закрывающим входом первого управляемого вентиля, выход - с запускающим вхб¹ дом первого генератора тактовых импульсов, выход второго генератора M-последовательности соединен с информационным входом первого управ· ляемого вентиля, выход которого соединен с информационным входом первого п-разрядного генератора М-посдедов-ательности, выходы которого соединены с соответствующими входами дешифратора, связанного выходами с входами соответствующих кодирующих блоков , выход второго генератора тактовых импульсов соединен с тактовым входом второго генератора М-последовательности и со счетным входом счетчика»JSJJL ш) 103260.1 импульсов,