SU1711215A2 - Устройство дл контрол датчиков дискретных сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и автоматике и примен етс  дл  уплотнени  и передачи информации от датчиков дискретных сигналов к устройствам обработки в сложных информационных и управл ющих цифровых вычислительных системах. Целью изобретени   вл етс  повышение надёжности и достоверности результатов контрол . Устройство содержит матрицу 1 коммутирующих узлов 2 св зи, расположенных на пересечении управл ющих 3 и информационных 4 шин, блок 5 опроса с входом 6, блок 7 приема

Description

ЧШЖШ)ЬУу...тГ

:13гУп

информации с выходами 8 и 9. второй блок 10 приема информации с выходом 11. Дл  повышени  надежности и достоверности в первый блок 7 приема информации введены блок диагностики состо ни  и элемент ИЛИ,

в коммутирующий узел 2 св зи - три оптро- нэ, а датчик дискретного сигнала выполнен в виде двухпозиционного датчика с замыкающимс  и размыкающимс  контактами. 1 табл., 8 ил.

Изобретение относитс  к вычислительной технике и автоматике и примен етс  дл  уплотнени  и передачи информации от датчиков дискретных сигналов к устройствам обработки в сложных информационных и управл ющих цифровых вычислительных систем (ИУВС), и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по основному авт.св. № 1354230.

Известно устройство дл  контрол  дат чиков дискретных сигналов, содержащее матрицу коммутирующих узлов св зи, наход щихс  на пересечении информационных и управл ющих шин, блок опроса и блок приема информации, входы и выходы которь х  вл ютс  соответственно входом и выходом устройства дл  сопр жени  с ЭВМ.

Недостатком устройства  вл етс  мала  достоверность ввода сигналов дискретных датчиков и невозможность резервировани  дл  повышени  достоверности и надежности контрол .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  контрол  дискретных сигналов.

Устройство содержит матрицу коммутирующих узлов св зи, наход щихс  на пересечении информационных и управл ющих шин, блок опроса, выходы которого соединены с управл ющими шинами матрицы, первый блок приема информации, входы которого соединены с информационными шинами матрицы, второй блок приема информации, входы которого соединены с управл ющими шинами матрицы, а входы и выходы указанных блоков  вл ютс  входом и выходом устройства дл  св зи с ЭВМ через интерфейс св зи.

Данное устройство обладает достаточной простотой, однако не позвол ет обнэру- живать отказы датчиков дискретных сигналов типа запинание или окисление контактов, обрыв или короткое замыкание в лини х св зи с датчиком, отказ информационных приемных каналов устройства. Это не позвол ет без специальных дополнительных мер примен ть данное устройство дл  построени  высоконадежных систем контрол  и управлени .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и достоверности контрол  дискретных сигналов.

Дл  достижени  поставленной цели в

устройстве дл  контрол  датчиков дискретных сигналов по авт.св. № 1354230 первый блок приема информации содержит элемент индикации, группу ключей, элемент ИЛИ и группу узлов диагностики состо ни 

датчиков, четыре входа каждого из которых соединены с выходом соответствующих ключей группы блока, а выходы - с входами элемента ИЛИ, выход которого св зан с входом элемента индикации и выходом блока,

выходы и информационные входы ключей группы соединены соответственно с группой выходов и информационными входами блока, выход первого блока приема информации  вл етс  соответствующим выходом устройства, каждый коммутирующий узел св зи включает четыре оптронэ, первые выводы светодиодов которых через ограничивающие резисторы соединены с управл ющим входом узла, вторые выводы

светодиодов первого и второго оптронов через первый раздел ющий диод и замыкающий контакт контролируемого датчика св зи с шиной питани , вторые выводы светодиодов третьего и четвертого оптронов

через второй раздел ющий диод и размыкающий контакт контролируемого датчика и подключены к шине питани , первые и вторые выводы фотоприемников всех оптронов соединены соответственно, с шиной

нулевого потенциала и с информационными выходами узла, причем каждый узел диагностики состо ни  датчиков включает шесть элементов И, два элемента ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ и элемент индикации, вход которого соединен с выходом узла и выходом элемента ИЛИ, входы которого св заны с выходом элементов ИЛИ-НЁ и п того и шестого элементов И, первые входы п того и шестого элементов И и входы первого элемента ИЛИНЕ подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, вторые входы п того и шестого элементов И и входы второго- элемента ИЛИ-НЕ соединены соответственно с выходами третьего и четвертогоэлементов И, пр мые входы первого и инвертирующие входы второго элементов И св заны с первым и вторым входами узла, пр мые входы третьего и инвертирующие входы четвертого элементов подключены к третьему и четвертому входам узла.

На фиг. 1 представлено устройство; на фиг. 2 - функциональна  схема блока приема информации; на фиг. 3 - схема транзисторного ключа блока приема информации; на фиг. 4 - схема коммутирующего узла св - зи; на фиг. 5- функциональна  схема блока диагностики; на фиг. 6 - схема блока опроса; на фиг. 7 - схема второго блока приема информации; на фиг. 8 - пример сопр жени  устройства через интерфейс МУС с микропроцессором..

Устройство содержит матрицу 1 коммутирующих узлов 2 св зи, управл ющие 3 и информационные 4 шины, блок 5 опроса с входами 6, блок 7 приема информации с выходами 8 и 9, второй блок 10 приема информации с выходами 11.

Блок 7 приема информации (фиг. 2) со- держит ключи 12, блоки 13 диагностики состо ни  (датчиков) элемент ИЛИ 14 с элементом 15 индикации.

Ключ 12 (фиг. 3) содержит транзисторный ключ 16с элементом 17 индикации.

Коммутирующий узел 2 св зи (фиг. 4) содержит оптрон 18-21. элемент 22 индика- ции, разделительные диоды 23 и резисторы , 24, разомкнутый 25-1 и замкнутый 25-2 контакты датчика 25 дискретного сигнала.

Блок 13 диагностики состо ни  (фиг. 5) содержит первый 26, второй 27. третий 28 и четвертый 29, п тый 30 и шестой 31 элементы И, первый 32 и второй 33 элементы ИЛИ- НЕ, элемент ИЛИ 34 и элементы 35-39 индикации.

Блок 5 опроса (фиг. 6) содержит ключи 40, содержащие транзисторный ключ 41, в цепь которых включены оптронна  пара 12 и тумблер 43. Выход каждого оптрона 42  вл етс  соответствующим выходом блока 5 и соединен с управл ющей шиной 3, а вход ключа 40 соединен с входом блока 5 И  вл етс  соответствующим входом устройства .

Вход блока 5 служит дл  подключени  (при необходимости) устройства управ- лени  и логической обработки сигналов дискретных датчиков, например, микропроцессора . В соответствии с позиционным кодом на входах блок 5 обеспечивает выбор соответствующей группы датчиков дискрет- ных сигналов. Автономный опрос группы датчиков осуществл етс  включением тумблера 43 соответствующего ключа 4р.

Второй блок 10 приема информации (фиг. 7) содержит ключи 12с оптронами 45.

Входом оптрона 45  вл ютс  соответственно входы блока 10, соединенные с управл ющими шинами 3, выходы ключей 12  вл ютс  вторым информационным выходом устройства. Блок 10 функционально предназначен дл  приема, индикации и передачи кода состо ни  адреса, выбранный дл  опроса 1-й группы датчиков дискретных сигналов, на выходы 11 устройства;

Блок 7 приема информации функционально обеспечивает прием, индикацию и передачу кода состо ни  датчиков дискретных сигналов на выходы 8 устройства с признаком недостоверности на выходе 9, который вырабатываетс  блоками 13 диагностики в случае каких-либо нарушений в работе устройства.

Исходный код состо ни  датчиков 25 дискретных сигналов может быть прочитан, например, на элементах 17 индикации всех первых ключей 12 каждой 1-й группы блока 7 и на элементе .22 узла 2 св зи (фиг. 4). При этом замкнутое положение контакта соответствует логической 1 на выходе соответствующего ключа 12. Остальные три информационных выхода каждой 1-й группы ключей блока 7 служат дл  получени  дополнительной информации, необходимой, дл  анализа достоверности принимаемого кода и диагностики элементов устройства.

В случае нарушений в каком-либо информационном канале устройства на выходе 9 вырабатываетс  обобщенный сигнал недостоверности Х14, что отражаетс  соответствующим состо нием элемента 15 индикации блока 7, а на выходе элемента 34; соответствующего i-ro канала - Сигнал недостоверности канала, что отражаетс  соответствующим состо нием элемента 39 индикации с детализацией результатов диагностики нарушений на элементах 35-38 индикации.

Анализ кода на достоверность и сигнал недостоверности Х14 формируетс  согласно следующей системы логических выражений в ДНФ:

14 V Х26 V VXtjs V Х29 V Хзо V Xiji;

1 1

х|2б Хи & Xi-2 Хн & Xi-2;

X27 . ..

X 28 Xi-3 & Xl-4,X 29 - Xi-3 & Хи; Х зо Х 2б & X 28;

X 31 - ХГ27 & ,

(1)

где X k - значение логического сигнала на выходе k-ro блока (элемента);

XI-J - логическое значение сигнала на -M (J - 1-4) информационном входе блока аждой 1-й (I 1-л) группы.

Ниже приведена таблица состо ний лоических сигналов на входах и выходах элеентов блоков 14 и 13 при различных типах арушений.

Дл  работы устройства в состав ИУВС под управлением микропроцессора) входы и выходы 8.9 и 11 устройства должны быть оединены через интерфейс св зи с микропроцессором .

Устройство работает следующим образом ,v

В исходном состо нии при отсутствии игналов, соответствующих логической Г, на входах 6 блока 5 ключи 40 блока закрыты, а ключи 12 блоков 7 и 10 открыты. При необходимости контрол  какой-либо, например первой, группы датчиков дискретных сигналов, подают на соответствующий первый) вход 6 блока 5 опроса сигнал, соответствующий логической 1й;, дл  чего (в случае автономного управлени  устройством ) включают тумблер 43 первого ключа 40 блока 5. Ключ 41 открываетс  и, возбудив оптрон 42, открывает его. Перва  группа коммутирующих узлов 2 переходит в открытое состо ние. Одновременно с этим оптрон 45 соответствующего (первого) ключа 44 второго блока 10 приема информации возбудитс  и переведет соответствующий ключ 12 в закрытое состо ние. На первом выходе блока 10 по вл етс  сигнал, соответствующий логической 1, что говорит об опросе первой группы датчиков дискретных сигналов. Это состо ние отражаетс  элементом индикации ключа 12 блока. В соответствии с выбором первой группы коммутирующих узлов 2 св зи на выходе 8 блока 7 установ тс  логические сигналы 1 или О, определ емые током фотоприемников оптронов в соответствии с замкнутым или разомкнутым состо нием контактов датчиков 25 дискретных сигналов, о чем свидетельствует соответствующее состо ние элементов 17 индикации на соответствующих ключах 12 блока 7. Одновременно на выходах 9 блока 7 по результатам анализа блоком 13 диагностики состо ни  входного кода в соответствии с.(1) сформируетс  значение сигнала Х14 (истинности), полученного на выходах 8. Если прин тый код недостоверен, то элементы 15 и 39 индикации соответствующего блока 13 возбуд тс , указыва  на отказавший канал , а элементы 35-38 индикации соответствующего блока 13 будут отражать причину недостоверности. Так, элемент 35 возбудитс  в случае обрыва линии св зи

(или окислени  контактов датчика 25), элемент 38-е случае короткого замыкани , а элементы 36 и 37 - в случае отказа соответствующих оптронов.

ТакиМ образом, за счет изменени  конструкции коммутирующего узла св зи и блока приема информации, введени  блока диагностики и новых св зей в предлагаемом устройстве обеспечиваетс  по сравнению с

известным повышение надежности и достоверности контрол  датчиков дискретных сигналов.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и  

Устройство дл  контрол  датчиков дискретных сигналов по авт.св. СССР Ms 1354230, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надёжности устройства и достоверности результатов контрол , первый

блок приема информации содержит элемент индикаций, группу ключей, элемент ИЛИ ,и группу узлов диагностики состо ни  датчиков , четыре входа каждого из которых соединены с выходами соответствующих

ключей группы блока, а выходы - с входами элемента ИЛИ, выход которого св зан с входом элеменУа индикации и выходом блока, выходы и информационные входы ключей группы соединены соответственно

с группой выходов и информационными входами блока, выход первого блока приема информации  вл етс  соответствующим выходом устройства, каждый коммутирующий узел св зи включает четыре оптрона, первые выводы светодиодов которых через ограничивающие резисторы соединены с управл ющим входом узла, вторые выводы светодиодов первого и второго оптронов через первый раздел ющий

диод и замыкающий контакт контролируемого датчика св зан с шиной питани , вторые выводы светодиодов третьего и четвертого оптронов через второй раздел ющий диод и размыкающий контакт контролируемого датчика подключены к шине питани , первые и вторые выводы фотоприемников всех оптронов соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и с информационными выходами узла, причем каждый узел диагностики состо ни  датчиков включает шесть элементов И, два элемента ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ и элемент индикации, вход которого соединен с выходом узла и выходом элемента ИЛИ,

входы которого св заны с выходом элементов ИЛИ-НЕ и п того и шестого элементов И, первые входы п того и шестого элементов И и входы первого элемента ИЛИ-НЕ подключены соответственно с выходом первого и второго элементов И, вторые входы п того и шестого элементов И и входы второго Элемента ИЛИ-НЕ соединены cootBeTCTBeHHo с выходами третьего и четвертого элементов И, пр мые входы пер

вого и инвертирующие входы второго эле-

Фцг.ё

ментов И св заны с первым и вторым входами узла, пр мые входы третьего и инвертирующие входы четвертого элементов И подключены к третьему и четвертому вхо Ш

4fi

/ f-.

Ґ

/W

л-s

S3

W

№

Jf :

Д

Ј°c//:J

Pvr, S

#М 7

U4C

4°&rJ

Claims (1)

1. Ф о рму л а и з о б ре тени я

   15 Устройство для контроля датчиков дискретных сигналов по авт.св. СССР N5 1354230. отличающее с я тем, что, с целью повышения надежности устройства и достоверности результатов контроля, первый 20 блок приема информации содержит элемент индикаций, группу ключей, элемент ИЛИ .и группу узлов диагностики состояния датчиков', четыре входа каждого из которых соединены с выходами соответствующих 25 ключей группы блока, а выходы ~ с входами элемента ИЛИ, выход которого Связан с входом элемента индикации и выходом блока, выходы и информационные входы ключей группы соединены соответственно

   30 с группой выходов и информационными входами блока, выход первого блока приема информации является соответствующим выходом устройства, каждый коммутирующий узел связи включает четы·

   35 ре оптрона, первые выводы светодиодов которых через ограничивающие резисторы соединены с управляющим входом узла, вторые выводы светодиодов первого и второго оптронов через первый разделяющий

   40 диод и замыкающий контакт контролируемого датчика связан с шиной питания, вторые выводы светодиодов третьего и четвертого оптронов через второй разделяющий диод и размыкающий контакт кон45 тролируемого датчика подключены к шине питания, первые и вторые выводы фотоприемников всех оптронов соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и с информационными выходами узла, при50 чем каждый узел диагностики состояния датчиков включает шесть элементов И, два элемента ИЛИ-HE, элемент ИЛИ и элемент индикации, вход которого соединен с выходом узла и выходом элемента ИЛИ, 55 входы которого связаны с выходом элементов ИЛИ-HE и пятого и шестого эле- . ментов И, первые входы пятого и шестого элементов И и входы первого элемента ИЛИ-НЕ подключены соответственно с выходом первого и второго элементов И, втоXl-J - логическое значение сигнала на J-м (] - 1-4) информационном входе блока каждой 1-й (I = 1-п), группы.

   Ниже приведена таблица состояний логических сигналов на входах и выходах эле- 5 ментов блоков 14 и 13 при различных типах нарушений.

   Для работы устройства в состав ИУВС (под управлением микропроцессора) входы 6 и выходы 8,9 и 11 устройства должны быть 10 соединены через интерфейс связи с микропроцессором.

   Устройство работает следующим образом. ,

   В исходном состоянии при отсутствий 15 сигналов, соответствующих логической Г, на входах 6 блока 5 ключи 40 блока закрыты, а ключи 12 блоков 7 и 10 открыты. При необходимости контроля какой-либо, например первой, группы датчиков дискрет- 20 пых сигналов, подают на соответствующий (первый) вход 6 блока 5 опроса сигнал, соответствующий логической 1^м, для чего (в случае автономного управления устройством) включают тумблер 43 первого ключа 40 25 блока 5. Ключ 41 открывается и, возбудив оптрон 42, открывает его. Первая группа коммутирующих узлов 2 переходит в открытое состояние. Одновременно с этим оптрон 45 соответствующего (первого) ключа 44 30 второго блока 10 приема информации возбудится и переведет соответствующий ключ 12 в закрытое состояние. На первом , выходе блока 10 появляется сигнал, соответствующий логической 1, что говорит об 35 опросе первой группы датчиков дискретных сигналов. Это состояние отражается элементом индикации ключа 12 блока. В соответствии с выбором первой группы коммутирующих узлов 2 связи на выходе 8 40 блока 7 установятся логические сигналы 1^я или 0^я, определяемые током фотоприемников оптронов в соответствии с замкнутым или разомкнутым состоянием контактов датчиков 25 дискретных сигналов, о чем 45 свидетельствует соответствующее состояние элементов 17 индикации на соответствующих ключах 12 блока 7. Одновременно на выходах 9 блока 7 по результатам анализа блоком 13 диагностики состояния 50 входного кода в соответствии с (1) сформируется значение сигнала Х14 (истинности), полученного на выходах 8. Если принятый код недостоверен, то элементы 15 и 39 индикации соответствующего блока 13 55 возбудятся, указывая на отказавший канал, а элементы 35-38 индикации соответствующего блока 13 будут отражать причину недостоверности. Так, элемент 35 возбудится в случае обрыва линии связи

   9 1711215 10 рые входы пятого и шестого элементов И и входы второго элемента ИЛИ-НЕ соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов И, прямые входы первого и инвертирующие входы второго эле- 5 ментов И связаны с первым и вторым входами узла, прямые входы третьего и инвертирующие входы четвертого элементов Й подключены к третьему и четвертому входам узла.

   XI Х2 хз Х4 Х26 Х27 Х28 Х29 хзо Х31 Х32 хзз Χ34 X14 Характер наруше- ? НИЙ 0 0 1 1 0 1 -.· -Т% 0 0 0 0 0 0 0 Информа- 1 1 0 о 0 0 0 1 0 а 0 0 0 о. ция достоверна 0 0 0 0 1 0 1 ·; 0 1 0 0 45-5 1 Обрыв 1 1 1 1 1 0 - 1 ·-> 0 1 0 0 0 ·.· 1 5-1.-- .- КЗ ·'. 1: 0 1 1 0 0 '4% 0 0 0 1 0 1 ^;'-/1'5- %;·.'< 0 1 5 1 1 0 0 1 0 0 '0 1 а 1 1 Отказ о 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 ·.=. 1 приемной 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 части

   Ч

   Jz

   S

   Фиг. 7