SU610099A1 - Телемеханическа система - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычнслнтельной технике и предназначено дл  передачн ннформацнн от контролируемых объектов на центральный пульт сбора ннформацнн, а также дл  передачи команд телеуправленн  от центрального пункта к контролируемым объектам .. Известны телемеханические устройства Н системы, в которых дл  передачи команд телеуправленн  от диспетчерского пункта к контролируемым пунктам нспользуютс  фнкснрованные .временные познцнн в каждом из обращеннй к разлнчным контролируемым пунктам flj, 121. В этнх снстемах, состо щих на днспетчерского пункта н св занных с ним контролируемых пунктов, формирование передаваемого по лнннн св зн слова посто нного формата осуществл етс  с помощью работающего от установленного на днспетчерском пункте задающего генератора распределител , который обеспечнвает создание сетки временных поэнцнй. Часть последних благодар  подключенню соответствующих выходов распределител  через ключи к формировател м команд телеуправленн  нспользуетс  дл  передачи этнх команд по лннин св зи к контролируемым пунктам. Прнем команд осущестэл етс  в контролируемых пунктах путем анализа с помощью распреДелнтелей н дещнфраторов содержимого соответствующих временных ПОЗНЦНЙ. На практике необходнмость в передаче команд телеуправлени  возникает, как правило, относительно редко, поэтому структура передачн информации системе избыточна. Из известных снстем наиболее близкой по техннческой сущностн к нзобретенню  вл ет с  система (3J, содержаща  периферийные устройства, каждое из которых включает блоки сйнфазнровани  и синхроннзации, входы которых подключены к соответствующим входам устройства и к щине обмена, распределитель нмпульсов, входы которого подключены соответственно к выходам блоков синфазировани  н синхронизации, сдвиговой регистр, первый вход которого подключен к входу устройства н к щнне обмена, управл ющий вход - к выходу распределител  импульсов, первый выход - к .входу дещифратора, блок управлени , входы которого подключены соответственно к выходам блока синфазировани , дещифратора н управл ющему входу устройства, формирователь ответного кода, входы ксггорого подключены к соответствующим выходам блока управлени , а выход - к второму входу сдвигового регистра, и первый ключ, входы которого соединены с соответствующим выходом блока управлени  и вторым выходом сдвигового регистра, а выход - с выходом устройства и шиной обмена, устройство приема данных , включающее формирователь синфазирующих импульсов, вход которого подключен к первому выходу генератора синхронизирующих импульсов, распределитель импульсов, входы которого подключены соответственно к второму выходу генератора синхронизирующих импульсов и выходу формировател  синфазирующих импульсов, блок св зи, первый вход которого подключен к первому выходу генератора синхронизирующих импульсов, блок чиспового преобразовани  кода, вход которого подключен к выходу блока св зи, а управл ющий вход - к выходу распределител  импульсов , два сдвиговых регистра, первый вход первого из которых подключен к выходу блока числового преобразовани  кода, выход через первый ключ подсоединен к первому входу второго сдвигового регистра, выход которого . через второй ключ соединен с вторым входом блока св зи, через третий ключ с входом блока преобразовани  и через четвертый ключ с первым входом второго сдвигового регистра, первый блок сравнени , входы которого подключены соответственно к выходу блока св зи и к выходу первого сдвигового регистра. Вход устройства через п тый ключ подключен к второму входу блока св зи, соединенного с шиной обмена , и блок управлени , первый вход которого подключен к выходу первого блока сравнени , первый выход через шестой ключ подсоединен « управл ющему входу блоКа преобра овани , второй выход к управл ющим входам первого ключа и блока сравнени , третий выход - к управл ющим входам третьего, четвертого и п того ключей, четвертый выход - К управл ющему входу второго ключа. В этой системе используетс  практически безызбыточна  структура обмена ииформаийней между контролируемыми пунктами и диспетчерским пунктом. Однако передача и формации осуществл етс  здесь также кодовыми посылками посто нного ч рмата, что при необходимости введени  в эти посылки временных позиций дл  передачи команд телеуправлени  приводит к резкому возрастанию информакионной избыточности в системе и, следевательио к снижению ее быстродействи . Целью изобретени   вл етсй повыщеиие быстродействи  системы, Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предложенной системе в каждое периферийное устройство введены счетчик, вход которого подключен к выходу блока синхронизации , управл ющий вход - к выходу блока синфазированк , выход - к управл ющим вхо дам дешифратора и блока управлени , и регистр , вход которого через- второй ключ, управл ющий вход которого соединен с соответствующим выходом блока управлени , подключен к второму выходу сдвигового регистра , а выход - к выходу устройства. В уст ройство приема данных введены блок формировани  .команд, третий и четвертый сдвиговые регистры, второй блок сравнени , триггер и ключи. Первый выход блока формировани  команд подключен к первому входу третьего сдвигового регистра, выход которого подключен к первым входам второго блока сравнени  и третьего сдвигового регистра. Первый .вход четвертого сдвигового регистра подключен к второму выходу блока формировани  команд и выходу четвертого сдвигового регистра. Через седьмой ключ выход LieTBepToro сдвигового регистра подключен к второму входу блока св зи. Второй вход второго блока сравнени  подключен к выходу блока св зи, первый выход подсоединен к управл ющему входу восьмого ключа, а второй выход - через дев тый ключ к первым входам триггера и блока формировани  команд. Первый выход триггера подключен к управл ющему входу дес того ключа, второй выход - к управл ющему входу седьмого ключа. Выход формировател  синфазирующих импульсов подключен к управл ющему входу дев того ключа и через восьмой ключ к третьему входу блока св зи, второму входу блока управлени , управл ющему входу щестого ключа и второму входу триггера, вторые входы третьего и четвертого сдвиговых регистров и блока формировани  команд подключены к выходу распределител  импульсов, а вторые входы первого и второго сдвиговых регистров - к выходу дес того ключа, вход которого соединен с выходом распределител  .импульсов. На чертеже показана схема системы. Система содержит группу периферийных устройств 1 и устройство приема данных 2, св занные щиной обмена 3. Каждое периферийное устройство 1 содержит блок синфазировани  4, блок синхронизации 5, распределитель импульсов 6, счетчик 7, сдвиговой регистр 8, дешифратор 9, блок управлени  10, формирователь ответного кода 11, регистр 12 и ключи 13 и 14, выход 15, вход 16 устройства 1. Устройство приема данных 2 содержит генератор синхронизирующих импульсов 17, формирователь сиифазирующих импульсов 18, распределитель импульсов 19, блок св зи 20, блок числового преобразовани  кода 21, сдвиговые регистры 22-25, блоки сравнени  26 и 27, блок управлени  28, блок преобразовани  29,блок формировани  команд 30, триггер 31, вход 32 и ключи 33-42. Управл ющий вход ключа 38 подключен к выходу 43 блока управлени  28 управл ющие входы ключа 35 и сравнени  26 - к выходу 44 блок управлени  28, управл ющие входы ключей 33, 36, 37 - к выходу 45 блока управлени  28 и управл ющий вход ключа .34 - к выходу 46 этого блока. Выход 47 блока формировани  команд 30 подключен к входу сдвигового регистра 24, выход 48 - ко входу сдвигового регистра 25. Выход 49 триггера 31 подключен к управл ющему входу ключа 42, выход 50 - к управл ющему входу ключа 39. в состав системы вхолиг р д порифорийных уст юйстн I, каждое из которых имеет свой адресный код н отнетный код. Дешифраторы 9 и формирователи ответного кода 11 этих устройств выполнены таким образом, что адресный и ответный коды одного устройства 1всегда отличаютс  один от другого на одну числовую величину (например, «1). При этом ответный код нервого периферийного устройства  в,п етс  адресным второго периферийного устройства, ответный код второго периферийного устройства  вл етс  адресным кодом третьего периферийного устройства и т. д., а код, содержащий одни единичные символы, не  вл етс  адресным ни дл  одного устройства I. В процессе работы системы генератор синхронизирующих импульсов 17 генерирует последовательность импульсов, котора  одновременно поступает на входы формировател  18, формирующего на своем выходе последовательность синфазирующих импульсов, распределител  импульсов 19 и через блок св зи 20 в щину обмена 3, откуда через блоки синхронизации 5 она поступает на входы распределителей импульсов б. Последовательность синфазирующих импульсов с выхода формировател  18 поступает на вход распределител  импульсов 19 и при открытом ключе 40 одновременно через блок св зи 20 в шину обмена 3, откуда через блоки синфазировани  4 также поступает на входы распределителей импульсов 6. Таким образом, в системе организуетс  база дл  последовательной передачи по шине обмена 3 информационных слов посто нного формата, где перва  временна  позици  в каждом слове определ етс  си 1фазирующим им пульсом, а остальные временные позиции - импульсами на выходах распределителей 6 и 19. Импульсы с выходов блоков синфазировани  4 и синхронизации 5 в каждом из периферийных устройств 1 поступают также на входы счетчика 7, причем импульсом с выхода блока синфазировани  4 осуществл етс  обнуление этого счетчика, а импульсами с выхода блока синхронизации 5 - его последующее заполнение. При этом на выходе счетчика 7 на последней временной позиции каждого слова формируетс  импульс, поступающий на управл ющий вход дещифратора 9. Одновременно в устройстве приема данных 2импульсами с выхода формировател  18 триггер 31 удерживаетс  в состо нии, в котором на его выходе 49 присутствует сигнал, отпирающий ключ 42, а на выходе 50 - сигнал, запирающнй ключ 39. Рассмотрим дальнейшую работу устройства, счита , что в пределах одного слова по линии св зи передан некоторый код. Передача осуществл етс  младшими разр дами вперед на тех же временных позици х, на которых формируютс  импульсы последовательностей на выходах распрелелителей импyлFзCOB 6 и 19. Благодар  этому к концу слова переданный код оказ11|()аетс  запмсиммым во всех сдвиговых регистрах 8 устройств 1. .Этот код одновременно через блок св зи 20 поступает на вход блока числового преобразовани  кода 21, где осуществл етс  прибавление к числовому выражению кода числовой константы, равной разности между числовыми выражени ми ответного и адресного кодов, общей дл  всех устройств I (в данном случае константа равна I). В результате с входа этого блока на вход сдвигового регистра 22 поступает ожидаемое значение кода, который должен быть передан по линии св зи в пределах следующего слова. К концу слова при формировании счетчиками 7 устройств 1 очередного импульса который поступает на управл ющие входы дещифраторов 9 и блоков управлени  10, дешифраторы 9 анализируют записанный в сдвиговых регистрах 8 код, причем на выходе дещифратора того устройства I, адресным кодом которого  вл етс  прин тый ко , формируетс  сигнал, поступак)щий в блок управлени  10. С выхода блока 10 после поступлени  на его вход импульса с выхода блока синфазировани  4 в случае, если на входе 16 данного устройства 1 сигнал отсутствует, сигнал поступает в формирователь ответного кода И. Затем этот код записываетс  в сдвиговый регистр 8. Одновременно на другом выходе блока управлени  10 по вл етс  сигнал, отпирающий ключ 13. При подаче на управл ющий вход сдвигового регистра 8 очередной пачки импульсов с выхода распределител  импульсов 6 в пределах следующего слова выдаетс  ответный код данного устройства 1 через ключ 13 в щину обмена 3. При этом в данной ситуации на третьем выходе блока управлени  10 посто нно присутствует запирающий сигнал, удерживающий в закрытом состо нии ключ 14. В результате информаци  в регистр 12 из сдвигового регистра 8 не поступает. Гашение разрешающего сигнала на выходе блока управлени  10 осуществл етс  после подачи на его управл ющий вход очередного импульса с выхода блока синфазировани  4. Таким образом, продолжительность открытого состо ни  ключа 13 составл ет одно слово. Выведенный в линию св зи 3 код, как и предыдущий, записываетс  в сдвиговых регистрах 8 всех устройств 1, после чего (в конце слова) анализируетс  с помощью деи1ифраторов 9 и т. д. Одновременно этот код, как и предыдущий, поступает в блок числового преобразовани  кода 21, на выходе которого он преобразуетс  в код, поступающий в пределах следующего слова на вход сдвигового регистра 22. Вместе с этим код, переданный в этом слове по тине обмена 3, поступает через блок св зи 20 на вход блока сравнени  26, на другой вход которого поступает тот же код с выхода сдвигового регистра 22. Поскольку г начсни  всех разр дов кодов, поступающих F);I входы блока сравнени  26 совпадают, на его выходе сигналы не по вл ютс . FkvioACTHHc этого блок управлени  28 находитс  в чгпорможениом состо нии , и на его выходах 4.Ч, -IT) и 46 посто нно присутствуют зап)е1ц;1К)И111с сигналы, а па

вь4холе 44 -- разрешающий. Благодар  этому кол в пределах данного слова переписываетс  через ключ 35 из сдвигового регистра 22 в сдвиговой регистр 23. Таким образом, к концу данного слова в сдвиговом регистре 23 оказываетс  записанным код, который должен быть передан в этом слове по шине обмена 3.

При нормальной работе всех устройств 1, отсутствии нарушений в шине обмена 3 и отсутствии сигналов на входах 16 устройств 1 устройство работает аналогично до формировани  N-ым устройством 1 ответного кода, состо щего только из единичных символов и не  вл ющегос  адресным кодом никакого другого устройства . При этом в следующем такте кодовые сигналы по шине обмена не передаютс , что эквивалентно передаче кода, содержаьчего только нулевые символы, который также образуетс  путем прибавлени  к коду 1111 единицы, вследствие чего сигнал на выходе блока сравнени  16 в этом таКте также отсутствует. Если код 0000  вл етс  адресным кодом одного из устройств 1, цепь генерации кодов в шине обмена 3 автоматически восст .анавливаетс  и система продолжает работу.

Таким образом, процесс опроса всех устройств 1, вход щих в состав системы, состоит в последовательной генерации в шину обмена только адресных кодов этих устройств. Это сводит до минимума избыточность передаваемой по шине обмена 3 информации.

При по влении сигнала от контролируемого объекта на выходе 16 какого-либо устройства 1 (свидетельствующего, например, об аварийном .состо нии этого объекта), на выходе блока управлени  10 этого устройства после ,по-. дачи на него сигнала с выхода дешифратора 9 формируетс  дополнительный сигнал, поступающий в формирователь ответного кода Пи вызывающий искажение этого кода. В результате в очередном такте вместо ответного кода данным устройством 1 выводитс  в линию св зи 3 некоторый другой код. Этот код, поступа  через блок св зи 20 и блок числового преобразовани  кода 21 в сдвиговый регистр 22, соответственно преобразуетс . Одновременно этот код поступает в блок сравнени  26, в который с выхода сдвигового регистра 22 поступает ожидаемое в этом такте значение кода. В результате уже на первой несовпадающей позиции этих кодов блок сравнени  26 вырабатывает сигнал, поступающий на пусковой вход блока управлени  28, после чего с выхода 43 этого блока разрешающий сигнал поступает на управл ющий вход ключа 38.

В этом же такте код сдвигового регистра 22 через ключ 35 переписываетс  в сдвиговый регистр 23, а ближайший ймпу|14;р с выхода формировател  18 через открытие ключи 40 н 38 поступает на пусковой вход блока преобразовани  29 и подготавливает его к приему информации .

Задним фронтом ближайшего импульса с выхода формировател  18 переключаетс  блок управлени  28. После этого на его выходе 43 восстанавливаетс  запрещак)щий сигнал, запирающий ключ 38, запрещающий сигнал с

выхода 44 отключает блок сравнени  26 и запирает ключ 35, разрешающий сигна.п с выхода 45 отпирает ключи 33, 36 и 37. В результате в пределах следующего слова ответный код устройства 1, получившего аварийный сигнал по входу 16, передаетс  через открытый ключ 37 в блок преобразовани  29 и одновре .менно через открытый ключ 36 переписываетс  вновь в сдвиговый регистр 23. В шину обмена 3 через блок св зи 20 и открытый ключ

33.с входа 32 поступает код, состо щий только из единичных символов. Последнее необходимо дл  того, чтобы «заглушить ответный код устройства 1, дл  которого искаженный ответный код устройства 1, прин вшего ситгнал по выходу 16,  вл етс  адресным.

Поскольку блок сравнени  26 в пределах данного слова выключен сигналом с выхода. 44 блока управлени  28, сигналы с его выхода не постутют. Код в регистре 22 замещаетс  .лeвым кодом,  вл ющимс  результатом преобразовани  «единичного кода в блоке числового преобразовани  кода 21.

Блок преобразовани  29 преобразует прин тый им код в форму, необходимую дл  дальнейшего использовани  {оператором системы либо регистрирующими или управл ющими устройствами ).

Задним фронтом импульса с выхода формировател  18, формируемого в начале следующего слова, осуществл етс  еще одно переключение блока управлени  28, после которого на его выходе 45 восстанавливаетс  запрещающий сигнал, запирающий ключи 33, 36 и 37, а на выходе 46 по вл етс  разрешающий сигнал, отпирающий ключ 34.

В результате в пределах этого слова в шину обмена 3 через блок св зи 20 и открытый ключ

34вводитс  из сдвигового регистре 23 код, которым должно было ответить устройство 1, привившее сигнал по входу 16, если бы этого сйГ ала не было.

Этот код, пройд  через блок числового преобразовани  кода 21, записываетс  в сдвиговой регистр 22 в виде ожидаемого значени  кода, который должен быть передан по шине обмена 3 в следующем такте.

Блок сравнени  26 в пределах данного слова по-прежнему не вырабатывает сигналов изза наличи  на его управл ющем входе запре11цающего сигнала с выхода 44 блока управлени  28. Сдвиговой регистр 23 в пределах данного слова благодар  наличию запрещающих сигналов на управл ющих входах ключей 36 и 35 обвул етс .

Код, переданный по шине обмена 3 в данном слове зацисываетс  в сдвиговых регистрах 8 всех устройств. При этом одно устройство 1 воспринимает этот код как адресный и в следующем .слове при отсутствии сигнала на своем входе 16 генерирует в шину .обмена 3 сгой ответный код

Задним фронтом импульса, формируемого в начале очередного слова формирователем 18, производитс  очередное переключение блока управлени  28, после которого на всех его выходах восстанавливаютс  значени  сигналов соответствующие его «заторможенному состо нию , и система работает аналогично. Система работает аналогично в случа х, если какое-либо устройство I начинает генерировать в линию св зи неверный ответный код в результате отказа, а также при обрыве шины обмена 3. В любом из этих случаев в блок преобразовани  29 выводитс  информаци , идентифицирующа  номер устройства 1, в котором возникла аварийна  ситуаци . При необходимости передачи в какое-либо устройство 1 команды телеуправлени  блок формировани  команд 30 формирует команду в виде кода, значность которого не превышает значностн адресных кодов в системе, а также адресный код того устройства 1, которому должна быть передана эта команда. При этом адресный код по выходу 47 блока формировани  команд 30 выводитс  в сдвиговой регистр 24, а код команды по выходу 48 этого блока - в сдвиговой регистр 14. Вывод этих кодов син-. хронизируетс  импульсами, поступающими на управл ющие входы блока формировани  команд 30 и сдвиговых регистров 24 и 25 свыхода распределител  импульсов 19. Это обеспечивает строгое совпадение временных позиций этих кодов с кодами, циркулирующими по шине обмена 3. Затем код с выхода сдвигового регистра 24 поступает на один из входов блока сравнени  27, на другой вход которого через блок св зи 20 поступает код, передаваемый по шине обмена 3. Благодар  наличию св зи между входом и выходом сдвигового регистра 24 записанный в нем код в пределах каждого слова восстанавливаетс . Аналогично восстанавливаетс  в сдвиговом регистре 25 код команды телеуправлени . При наличии несовпадени  хот  бы в одном из разр дов в кодах, поступающих на входы блока сравнени  27, сигналы на выхо-де этого блока не вырабатываютс . При совпадении обоих кодов на выходах блока сраанени  27 формируютс  сигналы, один из которых запирает ключ 40, запреща  таким образом выход очередного сиифазирующего импульса в щину обмена 3 через блок св зи 20, а другой отпирает ключ 41. При этом очередной импульс с выхода формировател  18 поступает на вход триггера 31, устанавлива  его своим задним фронтом в состо ние, в котором на его выходе 49 возникает запрещающий сигнал, а на выходе, 50 - разрещающий. В результате ключ 42 запираетс , а ключ 39 отпираетс , ив интервале между двум  ближайщими синфазирующими импульсами в щину обмена 3 через ключ 39 и блок св зи 20 выводитс  код команды телеуправлени  из сдвигового регистра 25. Состо ние сдвиговых регистров 22 и 23 в этом интервале благодар  запертому состо нию ключа 42 и отсутствию на их управл ющих входах импульсов сдвига не измен етс , и следовательно, искаженна  информаци  не записываетс . Тот же импульс с выхода, ключа 41 осуществл ет сброс блока формировани  команд 30. После этого в интервале, предшествующем формированию очередного синфазирующсго имПульса и соответствующем интервалу вывода в, шину обмена 3 команды телеуправлени , сигналами с его выходов 47 и 48 информаци  в сдвиговых регистрах 24 и 25 стираетс . После того, как адресный код устройства 1, которому должна быть передана Команда телеуправлени , записан в сдвиговом регистре 8 этого устройства и с выхода счетчика 7 на входы дешифратора 9 и блока управлени  Ш поступил сигнал, идентифицирующий факт выбора данного устройства 1, очередной сннфазирующий импульс, заблокированный в устройстве приема данных ключом 40, на входы блока синфазировани  4 и, следовательно, блока управлени  10 не поступает. Это блокирует формирование на его выходах сигналов запуска формировател  ответного кода 11 и отпирани  ключа 13. При этом счетчик 7 обнул етс  за счет продолжающегос  поступлени  на его вход импульсов с выхода блока синхронизации 5. Затем йновь начинаетс  его заполнение , а в сдвиговой регистр 8 из шины-обмена 3 вписываетс  передаваемый по ней код команды телеуправлени . В момент, предшествующий формированию следующего синфазирующего импульса, код команды телеуправлени  целиком, записан в сдвиговом регистре 8, а с выхода счетчика на вход блока управлени  10 поступает второй импульс. После этого этот блок формирует сигнал , отпирающий ключ 14, При этом код команды телеуправлени  переписываетс  в регистр 2, откуда поступает на выход 15 устройства . Поскольку в интервале, использованном дл  передачи по щине обмена 3 кода команды телеуправлени , сигналы на входах блока сравнени  27 вновь не совпадают, иа его выходах к концу интервалаПОЯВЛЯЮТСЯ сигналы при которых ключ 40 открыт, а ключ 4изакрыт. Благодар  этому очередной синфазирующий им-. пульс с выхода формировате,4  18 через блок св зи 20 поступает и шину сймена 3 и оттуда через блок синфазировани  4 устройства 1, прин вшего команду телеуправлени , на вход блока управлени  10 этого устройства. Последний вырабатывает сигналы запуска формировани  ответного кода, и ключ отпираетс  13, а ключ; 14 запираетс . Тот же синфазирующий импульс устанавливает триггер 31 в состо ние, в котором с его выходов 49 и 50 поступают сигналы, открываю щие ключ 42 и запирающие ключ 39, затем система возвращаетс  к нормальному режиму работы. Таким образом, передача команды телеуправлени  осуществл етс  в системе путем удвоени  длины слова содержащего адресный код периферийного устройства,, которому адресуетс  эта команда, без увеличени  формата всех остальных слов, что позвол ет реализовать лередачу телеуправлени  с минималь-ной потерей быстродействи .

и

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 506897, М. кл. G 08 С 19/28, 1974.

2.Патент США № ,3564509, кл. 340-172.5, М. кл. G 06 F 15/16, 1971.

3.Авторское свидетельство СССР № 478346, М. кл. G 08 С 19/28, 1974.

IfIf

r, Т ,AJL

n

и