РАСШИРЯЕМАЯ АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА Российский патент 2005 года по МПК G06F1/16 G06F15/16 

Настоящее изобретение относится к системам автоматизации, а более точно - к расширяемым автоматическим системам. Автоматические системы могут быть разделены на две группы, а именно: на программируемые контроллеры модульной конструкции и программируемые контроллеры, способные к автономной или функционально-независимой работе. Последние могут быть расширены за счет подключения внешних устройств. Оба типа программируемых контроллеров, однако, имеют недостатки, характерные для их групп.

Программируемые контроллеры, способные к автономной работе, так называемые компактные блоки, при начальной установке являются относительно недорогими устройствами. Однако когда позже уровень автоматизации увеличивается, они быстро исчерпывают свои вычислительные возможности. Поэтому, когда требуется дальнейшее расширение, компактный программируемый контроллер часто заменяют программируемым контроллером с модульной конструкцией.

Модульные автоматические системы избегают этих недостатков. Однако их минимальная конфигурация, состоящая из центрального процессорного элемента и нескольких модулей расширения, часто значительно более дорога, чем компактный блок.

Прототипом предлагаемой расширяемой автоматической системы является система, предложенная в патенте США №5541810. Она включает в себя программируемый контроллер, который способен работать как в автономном режиме, так и в режиме модульного программируемого контроллера. Программируемый контроллер, который способен работать в автономном режиме, расширяется за счет модулей расширения. Модульный программируемый контроллер 1 (фиг.1) состоит из центрального процессорного элемента, модуля интерфейса 7 и однотипных модулей расширения 4, подсоединяющихся к модулю интерфейса с помощью последовательно включаемых подключающих элементов 11 по мере увеличения числа и сложности обслуживаемых объектов. В описанном патенте для подсоединения модулей расширения используется интерфейс типа многополюсного разъема. Каждый следующий подключающий элемент 11 подсоединяется к предыдущему посредством такого же интерфейсного разъема и интерфейсной шины 6. Модуль расширения 4 вставляется в соответствующий подключающий элемент 11 и соединяется с ним посредством многополюсного интерфейсного разъема.

Система, описанная в указанном патенте, обеспечивает следующие преимущества.

Применение наращиваемой мощности решает задачу увеличения недостижимой ранее гибкости и стоимостной эффективности. Например, для задач малой автоматизации пользователь может использовать только контроллер 1. Позже при желательном расширении возможностей автоматизации, к контроллеру 1 могут быть подсоединены через модуль 7 интерфейса модули расширения 4. Позже может опять потребоваться расширение возможностей автоматизации, для которых вычислительная мощность контроллера 1 могла бы оказаться слишком мала. Если дело обстоит так, может быть заменен контроллер 1 вместе с модулем интерфейса 7. Тогда могут быть добавлены дополнительные модули расширения 4, что обусловлено более высокими вычислительными возможностями центрального процессорного элемента модульного программируемого контроллера. Конечно, при этом можно будет использовать и ранее подключенные модули расширения 4.

Однако описанная в патенте №5541810 система имеет некоторые недостатки, к которым следует отнести следующие.

В этой расширяемой автоматической системе имеются последовательно включаемые соединители с разъемными контактами, отказ одного из контактов разъемных соединителей подключающего элемента, расположенного ближе к контроллеру, приводит к полному отказу всех модулей расширения, включенных после него и отказу всей системы в целом. Поэтому возможности расширения, предложенной в описанном патенте системы, ограничены.

Другим недостатком описанной системы является необходимость определения адреса модуля расширения аппаратурой, устанавливаемой в каждом модуле расширения. Это, в принципе, требует увеличения объема оборудования в системе по сравнению, например, с системой, имеющей один дешифратор для всех устройств расширения, при этом надежность ее работы уменьшается.

Кроме того, недостатком описанной в патенте №5541810 системы является то, что расширение системы идет только за счет механического соединения конструктивно законченных элементов между собой. Удалять их друг от друга нельзя, хотя в реальных системах для обеспечения контроля и управления большого количества каналов требуется разнесение модулей расширения хотя бы в пределах шкафа.

Еще одним недостатком описанной системы является то, что отказ любого проводника или контакта в подключающих элементах означает отказ всей системы, т.е. живучесть системы низкая, поэтому она будет надежно работать только при небольшом количестве модулей расширения.

Кроме того, в описанной в патенте системе имеется только один контроллер, способный к автономной работе. Отказ этого контроллера приводит к отказу всей расширяемой системы. Для ответственных объектов это недопустимо.

В предлагаемой в заявке системе модуль интерфейса соединяется с интерфейсной шиной, к которой подключающие элементы подсоединяются параллельно. Это обеспечивает независимость подключаемых к каждому из подключающих элементов модулей расширения, при этом выбор работающего в данный момент модуля расширения осуществляет один дешифратор. Таким образом, одной из целей предлагаемого изобретения является повышение надежности системы, что обуславливается предложенным техническим решением. Для увеличения конструктивной гибкости при размещении модулей расширения интерфейсная шина может быть выполнена в виде плоского многожильного кабеля, что решает еще одну техническую задачу - увеличение гибкости системы.

В предлагаемой системе интерфейсная шина может быть размножена с помощью адаптеров, подключенных к этой магистрали, причем к выходу каждого адаптера с помощью шины подключается несколько модулей расширения. Отказ информационной шины, подключенной к выходу адаптера, может привести к отказу только той части системы, которая подключена на выход одного из адаптеров, т.е. это частичный отказ системы, ограничивающий функции системы, но система в целом остается работоспособной. Это свойство предлагаемой системы позволяет увеличить надежность системы за счет подключения модулей расширения к разным независимым друг от друга адаптерам. Кроме того, оно позволяет увеличивать количество модулей расширения и, следовательно, количество каналов контроля и управления в несколько раз по сравнению с системой, описанной в патенте №5541810. Таким образом, еще одной целью предлагаемого изобретения является повышение надежности системы за счет подключения модулей расширения к разным независимым друг от друга адаптерам.

В предлагаемой в заявке системе есть возможность работать с двумя контроллерами, способными к автономной работе. Один контроллер является основным, а другой резервным. При отказе основного контроллера управление передается резервному, система остается в работе. Таким образом, еще одной целью предлагаемого изобретения является повышение надежности системы за счет введения избыточного, резервного контроллера, способного к автономной работе.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что предлагается расширяемая автоматическая система, которая включает модульный программируемый контроллер, способный к автономной работе, имеющий первый вход-выход с интерфейсом контроллера. Она включает множество модулей расширения, имеющих интерфейс модуля расширения, причем модули указанного множества модулей расширения могут использоваться как блоки расширения указанного контроллера. Система включает также интерфейсную шину и модуль интерфейса, имеющий первый вход-выход с интерфейсом программируемого контроллера и второй вход-выход с интерфейсом модуля интерфейса, а также множество подключающих элементов с первыми входами-выходами, совместимыми с указанным интерфейсом модуля интерфейса, и вторыми входами-выходами, совместимыми с указанным интерфейсом модуля расширения. Первый вход-выход указанного контроллера соединен с первым входом-выходом модуля интерфейса, второй вход-выход модуля интерфейса соединен с интерфейсной шиной, а первые входы-выходы подключающих элементов соединены с интерфейсной шиной.

(Далее следуют отличительные признаки изобретения.)

Предлагаемая система содержит, кроме того, дешифратор, имеющий вход, совместимый с интерфейсной шиной и управляющие выходы. Она содержит, кроме того, информационные шины, совместимые с интерфейсом модулей расширения. При этом подключающие элементы имеют управляющие входы, соединенные с управляющими выходами дешифратора, вторые входы-выходы подключающих элементов, совместимые с интерфейсом модулей расширения, соединены с входами-выходами модулей расширения через информационные шины, а вход дешифратора соединен с интерфейсной шиной.

Кроме того, предлагаемая расширяемая автоматическая система может содержать, по крайней мере, один адаптер, имеющий первый вход-выход с интерфейсом, совместимым с указанным интерфейсом модуля расширения, и второй вход-выход с выходным интерфейсом адаптера. Она может содержать информационную шину второго типа, совместимую с выходным интерфейсом адаптера, и множество модулей расширения второго типа, имеющих входы-выходы с интерфейсом, совместимым с выходным интерфейсом адаптера. При этом первый вход-выход адаптера соединен с одной из информационных шин, второй вход-выход адаптера и входы-выходы множества модулей расширения второго типа соединены между собой с помощью информационной шины второго типа.

Предлагается также вариант расширяемой автоматической системы, имеющий следующие существенные признаки.

Расширяемая автоматическая система, которая включает модульный программируемый контроллер, способный к автономной работе, имеющий первый вход-выход с интерфейсом контроллера. Она включает множество модулей расширения, имеющих интерфейс модуля расширения, причем модули указанного множества модулей расширения могут использоваться как блоки расширения указанного контроллера. Система включает также интерфейсную шину и модуль интерфейса, имеющий первый вход-выход с интерфейсом программируемого контроллера и второй вход-выход с интерфейсом модуля интерфейса, а также множество подключающих элементов с первыми входами-выходами, совместимыми с указанным интерфейсом модуля интерфейса, и вторыми входами-выходами, совместимыми с указанным интерфейсом модуля расширения. Первый вход-выход указанного контроллера соединен с первым входом-выходом модуля интерфейса, первые входы-выходы подключающих элементов соединены с интерфейсной шиной.

(Далее следуют отличительные признаки варианта изобретения.)

Предлагаемая система содержит, кроме того, дешифратор, имеющий вход и управляющие выходы, и одну или несколько информационных шин, совместимых с интерфейсом модулей расширения. При этом подключающие элементы имеют управляющие входы, соединенные с управляющими выходами дешифратора, вторые входы-выходы подключающих элементов, совместимые с интерфейсом модулей расширения, соединены с входами-выходами модулей расширения через информационные шины, а вход дешифратора соединен с интерфейсной шиной. Она содержит, кроме того, второй программируемый контроллер, способный к автономной работе, имеющий первый вход-выход, совместимый с первым интерфейсом, второй вход-выход с интерфейсом обмена данными. Она содержит также модуль интерфейса второго типа, имеющий первый вход-выход, совместимый с первым интерфейсом модуля интерфейса, и второй вход-выход с интерфейсом модуля интерфейса второго типа. Кроме того, она содержит переключатель, имеющий первый вход-выход, совместимый со вторым интерфейсом модуля интерфейса второго типа, второй вход-выход, совместимый со вторым интерфейсом модуля интерфейса, и третий вход-выход, совместимый с интерфейсом модуля интерфейса. Она содержит также шину обмена данными с интерфейсом обмена данными. При этом программируемый контроллер имеет второй вход-выход с интерфейсом обмена данными. Второй вход-выход программируемого контроллера второго типа соединен со вторым входом-выходом программируемого контроллера по шине обмена данными. Первый вход-выход программируемого контроллера второго типа соединен с первым входом-выходом модуля интерфейса второго типа, а второй вход-выход модуля интерфейса второго типа подключен к первому входу-выходу переключателя. Второй вход-выход модуля интерфейса подключен ко второму входу-выходу переключателя, а третий вход-выход переключателя совместим с интерфейсом модуля интерфейса и подключен к интерфейсной шине.

Предлагаемое изобретение поясняется следующими фигурами.

На фиг.1 показана блок-схема прототипа изобретения (патент США №554180).

На фиг.2 показана блок-схема предлагаемой расширяемой системы.

На фиг.3 показана блок-схема варианта предлагаемой расширяемой системы с использованием адаптеров.

На фиг.4 показана блок-схема варианта предлагаемой расширяемой системы с использованием резервного программируемого контроллера.

На фиг.5 показана структура управляющего измерительно-вычислительного комплекса СМ1820МНУ, построенного с использованием всех признаков предлагаемой расширяемой автоматической системы

Перечень обозначений

1. модульный программируемый контроллер, способный к автономной работе;

2. первый вход-выход программируемого контроллера;

3. интерфейс программируемого контроллера;

4. модуль расширения;

5. интерфейс модуля расширения;

6. интерфейсная шина;

7. модуль интерфейса;

8. первый вход-выход модуля интерфейса;

9. второй вход-выход модуля интерфейса;

10. интерфейс модуля интерфейса;

11. подключающий элемент;

12. первый вход-выход подключающего элемента;

13. второй вход-выход подключающего элемента;

14. дешифратор;

15. вход дешифратора;

16. управляющие выходы дешифратора;

17. информационная шина;

18. управляющий вход подключающего элемента;

19. вход-выход модуля расширения;

20. первый вход-выход адаптера;

21. второй вход-выход адаптера;

22. выходной интерфейс адаптера;

23. информационная шина второго типа;

24. модуль расширения второго типа;

25. входы-выходы модулей расширения второго типа;

26.адаптер;

27. второй программируемый контроллер, способный к автономной работе;

28. первый вход-выход второго программируемого контроллера;

29. второй вход-выход второго программируемого контроллера;

30. интерфейс обмена данными;

31. модуль интерфейса второго типа;

32. первый вход-выход модуля интерфейса второго типа;

33. второй вход-выход модуля интерфейса второго типа;

34. интерфейс модуля интерфейса второго типа;

35. переключатель;

36. первый вход-выход переключателя;

37. второй вход-выход переключателя;

38. третий вход-выход переключателя;

39. шина обмена данными;

40. второй вход-выход программируемого контроллера.

На фиг.1 показана блок-схема прототипа изобретения. Первый вход-выход 2 программируемого контроллера 1, способного к автономной работе, с помощью разъема (интерфейс 3 программируемого контроллера) соединяется с первым входом-выходом 8 модуля интерфейса 7, через который осуществляется последовательное подключение подключающих элементов 11. Второй вход-выход 9 модуля интерфейса с помощью разъема (интерфейс 10 модуля интерфейса) соединяется с первым входом-выходом 12 первого из последовательной цепи подключающих элементов 11. Следующий подключающий элемент 11 с помощью аналогичного разъема подсоединяется своим первым входом-выходом 12 к первому подключающему элементу 11 и так далее. Разъемы на выходе 9 модуля интерфейса и на входе 12 первого из последовательной цепи подключающих элементов 11, а также соединенные последовательно разъемы 12 первых входов-выходов подключающих элементов 11 образуют интерфейсную шину 6. Каждый из подключающих элементов 11 имеет второй вход-выход 13, который через интерфейс 5 модуля расширения соединяется с соответствующим модулем расширения 4.

Питание модулей расширения 4 осуществляется из модуля интерфейса 7, что позволяет освободить от этой нагрузки программируемый контроллер 1.

На фиг.2 показана блок-схема основного варианта предлагаемой системы. Первый вход-выход 2 программируемого контроллера 1, способного к автономной работе, соединяется (интерфейс 3 программируемого контроллера) с первым входом-выходом 8 модуля интерфейса 7, через который осуществляется подключение подключающих элементов 11. Второй вход-выход 9 модуля интерфейса 7 соединяется (интерфейс 10 модуля интерфейса) с интерфейсной шиной 6, к которой параллельно подключены первые входы-выходы 12 подключающих элементов 11 и вход 15 дешифратора 14. Интерфейсная шина 6 в предлагаемой системе может быть выполнена в виде набора проводников на печатной плате или в виде плоского кабеля, на которые устанавливаются разъемные соединители (интерфейс 10). Все соединители подключены к интерфейсной шине 6 параллельно, нарушение контакта в одном из разъемных соединений не влияет на работу остальных устройств, подключенных к информационной шине 6. Вторые входы-выходы 13 подключающих элементов 11 соединяются посредством информационных шин 17 (интерфейс модуля расширения 5) с входом-выходом 19 модулей расширения 4. Информационная шина 17 представляет собой гибкий плоский кабель, на концах которого установлены разъемные соединители. Длина этой шины определяется размещением модулей расширения. Управляющие выходы 16 дешифратора 14 соединены с управляющими входами 18 подключающих элементов 11.

На фиг.3 показана блок-схема варианта предлагаемой расширяемой системы с использованием адаптеров. В отличие от основного варианта системы к, по крайней мере, одному из подключающих элементов 11 через информационную шину 17 подключен адаптер 26, представляющий собой, например, модуль, обеспечивающий прием-передачу информации по интерфейсу 5 на первый вход-выход 20 адаптера и транслирующий ее на второй вход-выход 21 адаптера с интерфейсом 22. Первый вход-выход 20 адаптера 26 соединен с указанной информационной шиной 17, а его второй вход-выход 21 соединен (выходной интерфейс 22 адаптера) с информационной шиной второго типа 23, к которой параллельно подключены (выходной интерфейс 22 адаптера) входы-выходы 25 одного или нескольких модулей расширения второго типа 24. Модули расширения второго типа 24 могут быть, например, модули ввода-вывода дискретных или аналоговых сигналов или модули с другим функциональным назначением, выполненные в виде отдельных небольших блоков, имеющих свой корпус, обеспечивающий монтаж в конструктивах шкафа или на других несущих конструктивах. Конструкция модулей может обеспечивать замену отдельных модулей расширения без отключения расширяемой системы от питания в режиме \горячей\ замены (hot-swap).

На фиг.4 показана блок-схема варианта предлагаемой расширяемой системы с использованием резервного программируемого контроллера. В отличие от описанного варианта предлагаемой расширяемой системы, показанного на фиг.2, в этом варианте дополнительно применяются второй программируемый контроллер 27, способный к автономной работе, модуль интерфейса второго типа 31, шина обмена данными 39 и переключатель 35. Первый вход-выход 28 второго программируемого контроллера 27 соединен (интерфейс 3) с первым входом-выходом 32 модуля интерфейса второго типа 31, второй вход-выход 33 модуля интерфейса второго типа 31 соединен (интерфейс 34 модуля интерфейса второго типа) с первым входом-выходом 36 переключателя 35. Как указывалось выше, первый программируемый контроллер 1 в этом варианте имеет второй вход-выход 40 для обмена данными (интерфейс 30 обмена данными), к нему подсоединяется указанная шина обмена данными 39, другой конец которой соединен со вторым входом-выходом 29 второго программируемого контроллера 27. Второй вход-выход 9 модуля интерфейса 7 соединен с интерфейсной шиной 6 через переключатель 35, подсоединяясь (интерфейс 10) ко второму входу-выходу 37 последнего. Третий вход-выход 38 переключателя 35 соединен (интерфейс 10) с интерфейсной шиной 6. Остальные соединения не отличаются от описанных в варианте, показанном на фиг.2, или в описанном выше варианте предлагаемой расширяемой системы с использованием адаптеров.

В общем случае, все интерфейсы могут представлять собой разные разъемы, однако они могут также быть и одинаковыми. Информационные и интерфейсные шины могут быть выполнены гибким плоским многопроводным кабелем.

Модули расширения второго типа 24 отличаются от модулей расширения 5 тем, что они распознают свой адрес, передаваемый по информационной шине второго типа 23, и обеспечивают подключение к выходу адаптера 26 для дальнейшего обмена информацией с программируемым контроллером, способным к автономной работе 1, в то время как модули расширения 5 подключаются к интерфейсной шине 6 через подключающие элементы 11, управляемые отдельным дешифратором 14.

Информационная шина второго типа 23 отличается от информационной шины 17 тем, что содержит специальные проводники для передачи адреса выбираемого модуля расширения второго типа 23.

Модуль интерфейса второго типа 31 отличается от модуля интерфейса наличием на выходе сигналов, обеспечивающих возможность передачи команды переключателю 35 для перехода на работу с программируемым контроллером 1 или со вторым программируемым контроллером 27.

На фиг.5 показана структура управляющего измерительно-вычислительного комплекса СМ1820МНУ, построенного с использованием всех признаков предлагаемой расширяемой автоматической системы. Программируемый контроллер 1, имеющий интерфейс 3 подключен к модулю интерфейса 7. Через второй интерфейс 5 выход модуля интерфейса 7 подключен к одному входу 36 переключателя 35. К другому входу 37 переключателя 35 через интерфейс 34 и модуль интерфейса второго типа 31 подключен второй программируемый контроллер 27, используемый как резервный. Выход 38 переключателя 35 подключен к интерфейсной шине 6. К шине 6 через подключающие элементы 11 и через интерфейсы 5 подключены модули расширения 4 и адаптеры 26. Адаптеры 26 через информационную шину второго типа 23 соединены с модулями расширения второго типа 24.

Работа предлагаемой расширяемой автоматической системы

Показанный на фиг.2 основной вариант расширяемой автоматической системы работает следующим образом. Программируемый контроллер 1 (в качестве которого могут быть использованы, например, вычислительные блоки на базе стандартов PCI или ISA) передает посредством интерфейса 3 набор двоичных сигналов для модуля интерфейса 7, который принимает по интерфейсу 3 код команды и информацию для передачи ее на свой второй вход-выход 9. В качестве модуля интерфейса 7 может быть использован модуль дискретного ввода-вывода, часть выходных цепей которого используется для передачи адреса модуля расширения. Код адреса поступает на вход 15 дешифратора 14, в качестве которого может быть использован набор из логических элементов или интегральная микросхема 74НСТ138. Дешифратор 14 декодирует сигнал кода адреса и на одном из управляющих выходов 16 дешифратора появляется сигнал разрешения, поступающий на соответствующий управляющий вход 18 подключающего элемента 11. В качестве подключающего элемента 11 может быть использован шинный формирователь 74НСТ245. На выходе модуля интерфейса 7 кроме адреса модуля расширения 4 несколько сигналов являются командой для определения функций, которые должен выполнять модуль расширения 4, например, выдачу дискретных сигналов на выход к подключенному объекту управления или чтение цифрового кода, соответствующего величине аналогового сигнала на входе модуля расширения 4. Эти сигналы передаются по интерфейсу 5 на выходе 13 подключающего элемента 11 через информационную шину 17, причем эта шина может быть выполнена гибким плоским многопроводным кабелем, обеспечивающим удобное размещение модуля расширения 4 в соответствии с выбранной конструкцией системы, например, в напольном или настенном шкафу.

Показанный на фиг.3 вариант предлагаемой расширяемой системы с использованием адаптеров работает следующим образом.

Как было указано выше, в системе имеются один или несколько адаптеров 26, подключаемых к информационной шине 17 с интерфейсом 5. Каждый такой адаптер 26 обеспечивает контроллеру 1 обмен командами и данными с одним или несколькими модулями расширения второго типа 24, причем на вход-выход 21 адаптера с интерфейсом 22 может подключаться множество таких модулей расширения.

Для выбора определенного модуля расширения второго типа 24, подключенного к выходу адаптера 26 с интерфейсом 22 с помощью информационной шины типа 23 программируемый контроллер 1, способный к автономной работе, через интерфейсный модуль 7, адресные сигналы, определяющие адрес подключающего элемента 11, подключенного к интерфейсной шине 6, и адрес модуля расширения второго типа 24, подключенного к информационной шине второго типа 23, причем это может производиться последовательно в два этапа - сначала передается адрес подключающего элемента 11, что обеспечивает выбор адаптера 26, а затем адрес модуля расширения второго типа 24.

Показанный на фиг.4 вариант предлагаемой расширяемой системы с использованием резервного программируемого контроллера работает следующим образом.

В расширяемой системе с двумя контроллерами, способными к автономной работе, один из них, например, контроллер 1 является основным, а второй контроллер 27 - резервным. Связь между этими контроллерами поддерживается по шине обмена данными 39 с интерфейсом 30. При отказе основного контроллера 1 резервный контроллер 27 может передать через интерфейсный модуль второго типа 31 команду переключателю 35 отключить свой первый вход-выход 37 с интерфейсом 10 от входа-выхода 9 модуля интерфейса 7 и подключить к интерфейсной шине 8 второй вход-выход 36 с интерфейсом 34, подсоединяя таким образом к интерфейсной шине 8 резервный контроллер 27. С этого момента работа системы обеспечивается вторым программируемым контроллером, способным к автономной работе 27. При восстановлении работоспособности контроллера 1 резервный контроллер 27 уведомляется об этом по шине обмена данными 39 и переключатель 35 получает команду о переключении в первоначальное состояние.

В результате надежность и вероятность безотказной работы расширяемой автоматической системы увеличивается.

Показанный на фиг.5 управляющий измерительно-вычислительный комплекс СМ1820МНУ работает в двух режимах. В нормальном режиме программируемый контроллер 1 через модуль интерфейса 7 подключен к входу 37 переключателе 38. Переключатель 35 включен таким образом, что сигналы с входа 37 проходят на выход переключателя и через интерфейс 10 поступают на интерфейсную шину 6. Далее сигналы поступают на вход 15 дешифратора 14 и на подключающие элементы 11. Выбор подключающего элемента осуществляет дешифратор 14, подавая разрешающий сигнал на один из своих управляющих выходов 16. С подключающих элементов 11 сигналы поступают на входы модулей расширения 4 и на входы адаптеров 26. Модули расширения 4, которыми могут быть, например, модулями ввода/вывода аналоговых или дискретных сигналов, обмениваются информацией с объектом управления. Адаптеры 26 передают сигналы через выходной интерфейс 21 на интерфейсную шину второго типа 23, к которой подключены модули расширения второго типа 24. Далее модули расширения 4 и модули расширения второго типа 24 получают сигналы и работают, как было описано выше (фиг.2 и фиг.3). Работа в режиме со вторым (резервным) программируемым контроллером 27 осуществляется так же, как показано на фиг.4. При отказе в работе программируемого контроллера 1 по команде из второго программируемого контроллера 27 переключатель 35 переключается так, что теперь сигналы с входа 36 проходят на выход 38 переключателя. Таким образом к интерфейсной шине 6 оказывается подключенным второй программируемый контроллер 27.

Расширение системы производится как установкой дополнительных блоков расширения 4 и адаптеров 26, подключаемых к интерфейсной шине 6, так и установкой дополнительных модулей расширения 24 на интерфейсные шины второго типа 23, причем для установки дополнительных модулей расширения второго типа 24 используются дополнительные разъемы, например типа DIN41651, устанавливаемые на интерфейсную шину второго типа 23, выполненную плоским гибким кабелем, методом наколки, без разрыва этой шины.

Таким образом, изобретение решает поставленные технические задачи:

За счет параллельного подсоединения подключающих элементов, делающего на независимыми друг от друга, повышается надежность системы.

Кроме того, размножение интерфейсной шины с помощью адаптеров позволяет увеличить надежность системы за счет подключения модулей расширения к разным независимым друг от друга адаптерам.

Повышение надежности системы обеспечивает также возможность работы с двумя контроллерами за счет введения избыточного, резервного контроллера, способного к автономной работе.

Увеличение гибкости системы обеспечивается возможностью выполнения интерфейсной шины в виде плоского многожильного кабеля.

Кроме того, размножение с помощью адаптеров позволяет увеличивать количество модулей расширения и, следовательно, количество каналов контроля и управления в несколько раз по сравнению с системой, описанной в прототипе.

Практическая применимость предложенного изобретения подтверждается использованием его в описанном выше управляющем измерительно-вычислительном комплексе СМ1820МНУ.

Изобретение относится к системам автоматизации, а именно к расширяемым автоматическим системам. Техническим результатом является повышение надежности и повышение гибкости системы. Устройство содержит два программируемых контроллера, способных к автономной работе, модуль интерфейса первого типа, модуль интерфейса второго типа, переключатель, дешифратор, шинные формирователи, используемые в качестве подключающих элементов, адаптеры, модули расширения первого типа, модули расширения второго типа, интерфейсная шина, информационные шины первого типа, информационные шины второго типа. 4 ил.

Расширяемая автоматическая система, которая включает модульный программируемый контроллер, способный к автономной работе, имеющий первый вход-выход с интерфейсом, множество модулей расширения, имеющих интерфейс, причем указанные модули могут использоваться как блоки расширения указанного контроллера, интерфейсную шину, модуль интерфейса, имеющий первый вход-выход, соединенный с интерфейсом программируемого контроллера, и второй вход-выход с интерфейсом, множество шинных формирователей, имеющих первые входы-выходы, совместимые с указанным интерфейсом второго входа-выхода модуля интерфейса, и вторые входы-выходы, совместимые с интерфейсом модуля расширения, отличающаяся тем, что она содержит второй модульный программируемый контроллер, способный к автономной работе, шину обмена данными с интерфейсом обмена данными, дешифратор, информационные шины, множество адаптеров, множество модулей расширения второго типа, распознающих свой адрес, информационную шину второго типа, содержащую проводники для передачи адреса выбираемого модуля расширения второго типа, модуль интерфейса второго типа, имеющий на выходе сигналы, обеспечивающие возможность передачи команды переключателю, подключающему к своему третьему входу-выходу цепи своего первого или второго входа-выхода в зависимости от состояния сигналов, поступивших на его первый вход-выход, причем программируемый контроллер имеет второй вход-выход с интерфейсом обмена данными и соединен через шину обмена данными со вторым входом-выходом, имеющим интерфейс обмена данными второго программируемого контроллера, первый вход-выход второго программируемого контроллера соединен с первым входом-выходом модуля интерфейса второго типа, второй вход-выход модуля интерфейса подключен ко второму входу-выходу переключателя, первый вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом интерфейса модуля интерфейса второго типа, третий вход-выход переключателя соединен с интерфейсной шиной, к которой параллельно подключены первые входы-выходы шинных формирователей и вход дешифратора, управляющие выходы которого соединены с входами управления шинных формирователей, вторые входы-выходы которых, совместимые с интерфейсом модулей расширения, соединены с входами-выходами модулей расширения через информационные шины, по крайней мере, к одному из шинных формирователей подключен адаптер, первый вход-выход которого соединен с информационной шиной, второй вход-выход адаптера через выходной интерфейс соединен с информационной шиной второго типа, к которой параллельно подключены входами-выходами модули расширения второго типа.