Резервированное устройство Советский патент 1983 года по МПК H05K10/00 G06F11/18 

Изобретение относится к автоматической, вычислительной и импульсной технике и может быть использовано в цифровых системах контроля и управления повышенной надежности, например в системах внутриреакторного контроля, управления и локальной защиты ядерных реакторов,

В системах внутриреакторного конт роля управления и локальной защиты, которые характеризуются наличием цифровых вычислительных устройств, предъявляются повышенные требования к надежности логических сигналов, выдаваемых в систему управления и защиты ядерного реактора. Необходимость повышения надежности связана с тем, что пропуск аварийной ситуации либо выдача ложного сигнала на срабатывание защиты снижает безопасность эксплуатации реактора, а также увеличивает экономические потери при эксплуатации. Требуемая надежность о.беспечивается резервирований ем и использованием мажоритарного принципа выдачи сигналов управления и защиты.

Известно трехканальное мажоритарное резервируемое устройство, содержащее в каждом канале резервируемые блоки, соединенные с элементами контроля и элементами И, а также мажоритарный элемент, сигнал на выходе которого формируется по принципу 2 из 3-х 1 .

Недостаток данного устройства заключается в том, что решение о неисправности резервируемого блока, на основании которого производится его отключение, принимается соответствующим элементом контроля без учета сигналов с остальных резервируемых блоков, сложность реализации которого снижает надежность устройства в целом.

Указанный недостаток отсутствует в резервированном устройстве, содержащем в каждом канале резервированные блоки, мажоритарные элементы, элементы задержки и неравнозначности, элементы И. и ИЛИ, элементы памяти и восстанавливающие органы 2j .

Устройство обеспечивает обнаружение и отключение неисправных резерируемых блоков путем сравнения их ыходных сигналов с сигналами мажоитарных элементов, однако имеет неостаточно высокую надежность ввиду ольшого числа элементов в каждом анале (мажоритарный элемент, элеенты памяти, задержки и неравнозначости) .

Наиболее близким по технической ущности к предлагаемому является езервированное устройство с перетраиваемой структурой, содержащее ажоритарные и резервируемые блоки.

дешифратор, входы которого сйединены с вых.одами регистра, а выходы с входами мажоритарНЕз1х блоков, элементы И, выходы которых соединены с входами регистра через элемен5 ты ИЛИ, вторые входы которых соединены с управляющими входами устройства, а также элементы сравнения, элементы ИЛИ и И. В данном устройстве сигнал на выходе каждого резервиро10 ванного б|лока сравнивается с выходом соответствующего мажоритарного блока и при несовпадении сигналов соответствующий разряд регистра устанавливается в 1. При этом про15 исходит отключение резервированного блока, который выдает сигнал, несовпадающий с сигналами остальных резервированных блоков (2J .

Указанное устройство характери0 зуется недостаточной достоверностью его работы, которая заключается в следующем. Выдается, неправильный сигнал при последовательных отказах двух резервированных блоков, при

25 этом прс1вильно работающий резервированный блок будет объявлен отказавшим. Данная ситуация возникает, когда происходит отказ одного из резервированных блоков при. проведеQ НИИ ремонтных или профилактических работ на другом резервированном блоке. Кроме того, правильно работающий резервированный блок может быть объявлен отказавшим при асинхронном поступлении сигнала с его

выхода по отношению к выходным сигналам с двух других резервированных блоков...

Цель изобретения - повышение достоверности работы устройства путем

обеспечения выдачи правильного сигнала с его выхода при последовательном отказе резервируемых блоков, а также устранение эффекта отключения правильно работающего блока при асин5 хронном поступлении с него сигнала, что приводит к повышению надежности устройства в целом.

Поставленная цель достигается тем,

{ч что в резервированное устройство, соДержащее по числу резервируемых блоков элементы И, выход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего элемента -ИЛИ, второй вход которого соединен с соответст5 вующим управляющим входом устройства, а выход - с соответствующим входом регистра отказов, введены блок сравнения, блок коммутации и элемент задержки, причем инверсный выход каж0 дого из резервируемых блоков соединен с соответствующим входом блок сравнения, прямой выход - с соответствующим входом блока сравнения и соответствующим информационным входом блока

5 коммутации, каждый выход блока сравнения соединен с вторым входом соответствующего элемента И, первые входы всех элементов И соединены с выходом элемента задержки, вход которо го соединен с первым выходом блока коммутации, второй выход которого соединен с выходом устройства, а каж дый выход регистра отказов соединен с соответствующим управляющим входом блока коммутации. Введение в устройство блока сравнения, блока коммутации и элемента задержки позволяет изменять логику формирования выходного сигнала устройства в процессе отказов резервированных блоков при сохранении мажоритарного принципа его формирования и задерживать занесение информации в регистр отказов на максимально воз можное время рассинхронизации с выхо да резервированных блоков. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, работающего по логике 2 их 4-х; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства; на фиг. 3 - фрагмент-та лицы формирования сигналов на выходе блока сравнения; на фиг. 4 - то же, на выходе блока коммутации, . Устройство .(фиг. 1) содержит резервируемые блоки 1 ... 1 г блок 2 сравнения, блок 3- коммутации, элементы И 4... 4, элемент 5 задержк элементы ИЛИ 6 64, управляющие входы 7 . . . 7 устройства, регистр 8 отказов, выход 9 устройства Устройство работает следующим образом. .Сигналы с выходов блока 2 формир ют сигналы отказа соответствующих блоков .1 ... 14, .во-первых, сравнением состояния прямого и инверсного выходов соответствующего блока Х.. и, во-вторых, на основе мажоритарно принципа (фиг. 3). Сигнал с первого выхода блoka 3 формирует строб прие ма информации в регистр через время определяемое элементом 5, после изменения сигналов.на информационных входах бтюка 3. На втором выходе . блока 3 формирование сигнала происх дит по мажоритарному принципу в зав симости от сигналов на информационных входах. Логика формирования вых ного сигнала зависит от таблицы фор мирования сигналов на выходе блока и сигналов на управляющих входах. В разработанном устройстве сигнал фор мируется по логике 2 из 4-х или 2 из 3-х, или 2 из 2-х Cl из 2-х) (фиг. 4). В качестве блоков сравнения и коммутации может быть использован элемент памяти, адресные шины которого являются вхо дами блоков, а информационные выходы - выходами блоков. В исходном состоянии регистр 8 сброшен. В этом случае на управляющие входы блока 3 поступают нулевые сигналы, устанавливающие принцип формирования сигнала на втором выходе по логике 2 из 4-х по отношению к сигналамна информационных входах. Блоки 1 . ..14 работают независимо и асинхронно. Предположим, что сигнал логической единицы от блока 1 поступает раньше других (фиг. 2). В этом случае на первом выходе блока 2 появляется сигнал , который будет держаться до тех пор, пока имеется рассогласование между выходом блока 1 и выходом остальных блоков 12 ... 1. Одновременно с появлением сигнала на первом выходе блока сигнал логической единицы появляется на первом выходе блока 3, который задерживается на элементе 5-на время, необходимое на установление единичных сигналов на выходе блоков 12 ... 1 . При правильной работе всех блоков l.f ....14 к моменту появления сиг-, нала на выходе элемента 5 все они, как и блок 1, устанавливаются в единичное состояние. В этом случае на выходах блока 2 будут установлены нулевые сигналы и регистр 8 не свое состояние. 1 В том случае, если единичный сигнал на выходе блока 1 появился в результате отказа блока 1, единичный сигнал на первом выходе блока 2 через элементы И 4 и ИЛИ 6 занесется в первый разряд регистра 8. Изменение сигналов на управляющих входах блока 3 в соответствии с его таблицей формирования сигналов изменяет принцип формирования сигнала на втором выходе блока 3 с логики 2 из на логику 2 из 3-х, исключая из рассмотрения сигнал на выходе блока 1( . Аналогично происходит работа блока во всех других ситуациях. Содержимое регистра 8 может быть изменено также подачей сигналов на управляющие входы Т... устройства, благодаря чему устройство переводится в нужный режим формирования выходного сигнала, например, при ремонтных и профилактических работах на одном из блоков I... 1. Использование предлагаемого устройства в системе внутриреакторного контроля, управления и локальной защиты ядерного реактора позволит исключить потери электроэнергии, связанные с незапланированными остановами реактора в результате выдачи ложных сигналов на срабатывание аварийной згидиты, которые составляют тыс..руб. на 1 сут.простоя реактора,, а также исключить пропуск аварийных ситуаций.

Фиъ.2

1

РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее по числу резервируемых блоков элементы И, выход каждого из которых соединен с первым входом со-ч ответствующего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с соответствующим управляющим входом устройства, а выход - с соответствующим входом регистра отказов, отличающееся тем, что, с целью повышения его надежности, в него введены блок сравнения, блок коммутации и элемент задержки, причем инверсный выход каждого из резервируемых блоков соединен с соответствующим входом блока сравнения, прямой выход с соответствующим входом блока сравнения и соответствующим информационным входом блока коммутации, каждый выход блока сравнения соединен с вторым входом соответствующего элемента И / первые входы всех элементов И соединены с выходом элемента задержки, вход которого соединен с первым выходом блока коммутации, второй (Л выход которого соединен с выходом устройства, а каждый выход регистра отказов соединен с соответствующим управляющим входом блока коммутации.

Фиг 3

2

(,. 4