Устройство для контроля и переключения информационных каналов Советский патент 1985 года по МПК G05B23/02 

го блоков сигнализации, второго и третьего коммутационных элементов, а вторым выводом через кнопку - к плюсовой шине устройства, к вторым выводам питания первого и второго блоков сигнализации и через первый размыкающий контакт первого коммутационного элемента - к вторым выводам

питания второго и третьего коммутал

ционных элементов, причем вьшоды кнопки связаны с выводами второго размыксиощего контакта первого коммутационного элемента, а вторые выводы замыкающих и размыкающих контактов второго и третьего коммутационных элементов - с соответствующими управляющими шинами устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ КАНАЛОВ, содержащее элемент ШШ, первьй коммутационный элемент и блок переключения, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности устройства, в него введены второй и третий коммутационные эле-. менты, первьй и второй блоки сигнализации, кнопка, блок переключения, ; содержаиой элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий элементы задержки, триггер, первьй и второй формирователи импульсов и для каждого первого и второго информационных каналов элемент НЕ, четвертый элемент И, формирователь сигналов, раэвяэьшающий элемент, четвертьй элемент задержки задержки и датчик М01ЦНО.СТИ, подключенный входом к выходу инфо1мационного канала, а выходом через элемент НЕ - к первому входу четвертого элемента И, связанного вторым входом с выходом четвертого элемента задержки, а выходом с входом формирователя сигналов. подключенного выходом к управляющему входу соответствующего блока сигнализации, к входу элемента ШШ и через развязывающий элемент - к входу четвертого элемента задержки, к управляющему входу информационного канала, к первым выводам замыкающего и размыкающего контактов соответственно второго и третьего коммутационных элементов , связанных управляющими входами с выходами первого и второго элементов И,-подключенных первыми входами к выходам триггера, а вторыми входами через первый элемент задершси - к единичному входу триггера, к входу первого формирователя импуль(Л сов и к выходу второго элемента задержки, соединенного запускающим входом с выходом второго формирователя импульсов, а сбросовым входом - с выходом третьего элемента И, подключенного первым входом к выходу датчика мощности второго информационного канала и к первому входу эле о о мента ИСКЛЮЧАЮТЩЕ ИЛИ, соединеннного вторым входом с вторым входом третьего элемента И и с выходом датчика Од мощности первого информационного канала, а выходом - с запускающим входом третьего элемента задержки, подключенного сбросовым входом и выходом соответственно к выходу первого формирователя импульсов и к входу второго формирователя импульсов, причем вход элемента ИЛИ соединен о управляющим входом первого коммутационного элемента, подключенного первым выводом питания к минусовой шине устройства и к соответствующим первым выводам питания первого и второ

Изобретение относится к области автоматики и может быть применено в системах обеспечения высокой надеж ности работы резервированных каналов управления, защиты и телеметрии. Известно устройство автоматического переключателя резервного канала содержащее переключатели по числу каналов, пороговый элемент, детекторы, разделительный элемент, времязадающий элемент и транзисторы jjl. Недостатком этого устройства является низкая надежность, обусловленная тем, что в случае неисправлен ности контрольного выхода происходит переключение на резервный канал при исправном работающем. Кроме этого, переключение с одного канала на другой может не обеспечить бесперебойной работы iBcero устройства в случае если резервный канал окажется неисправным. Существуют установки, кбторые не допускают перерыва в управлении, защите или потери информации даже на короткие промежутки времени, связанные с временем, необходимым дл переключения с одного канала на другой . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является авто матический переключатель резерва содержащий элемент времени, элемент ИЛИ, переключатель, перяьй я второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму каналам 2J . Недостатком известного устройства является низкая надежность резервирования, так как не исключается возможность переключения на неисправный канал. Кроме этого, само переключение с одного канала на другой означает перерыв в функционировании каналов и потерю части информации, идущей по каналам в течение в емени переключения. Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет поочередного включения каналов в работу на оптимальный промежуток времени. Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля и переключения информационных каналов, содержащее элемент ИЛИ, первый коммутационньА элемент и блок переключения, введены второй и третий коммутационные элементы, первый и второй блоки сигнализации, кнопка, блок переключения, содержит элемент ИСК1ПОЧАЮ-i ЩБЕ ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий элементы задержки, триггер, первый и второй формирователи импульсов и для первого и второго информационных каналов элемент НЕ, четвертый элемент И, формирователь сигналов, развязывающий элемент, четвертый элемент задержки и датчик мощности, подключенный входом к выходу информационного канала, а выходом через элемент НЕ - к первому входу четвертого элемента И, связанного вторым входом с выходом четвертого элемента задержки, а выходом - с входом формирователя сигналов, подключеннасо выходом к управляющему входу соответствующего блока сигнализации, к входу элемента ИЛИ и через развязывающий элемент - к входу четвертого элемента задержки, к управляющему входу информационного канала, к первым выводам замыкающего и размыкаю щего контактов соответственно второг и третьего коммутационных элементов, связанных управлякхцими входами с выходами первого и второго элементов И подключенных первьши входами к выходам триггера, а шходами чере первый элемент задержки - к единичному входу триггера, к входу первого формирователя импульсов и к рыходу вторргоэлемента задержки, срединенного запускающим входом с выходом второго формирователя импульсов, а сбросовым входом - с выходом третьего элемента И, подключенного перш 1м входом к выходу датчика мощности второго информационного канала и к первому входу элемента ИСКЛОЧАЩЕЕ ИЛИ, соединенного вторым входом с вторым входом третьего элемента И и с выходе датчика мощности первого информационнрго канала, а выходом с запускающим входом третьего элемента задержки, подключенного сбросошлн входом и выходом соответственно к выходу первого формирователя импульсов и к входу второго формирователя импульсов, причем выход элемёиг та ИЛИ соединен с упр ааляющим входрй первого коммутационного элемента, подклоченного первьм выводом пятаиня к минусовой шине устройства и к соответствумщим первым вывода питаияя первого и второго блоков сйгнализа-.-Г ции, второго и третьего комнутавд онных элементов, а вторьм выводом через кнопку - к плюсовой шкие устройства, к вторьм выводам питания . .. первого и второго блоков сигналиэа и и через первый размыкающий коитакт первого коммутационного элемента к вторьм выводам питания второго :. и третьего к(утационных элементор : причем выводы кнопки связаны с вьшог дами второго размлсакщего контакта . первого коммутационного элемента а вторые вьюоды за а1|каюцих и размыкаюцих контактов второго и третьего коммутационных элементов - с соотгает ствукщими управляющими-нинами устройства.

На чертеже дана функциональная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 переключения каналов, второй и третий

коммутационные элементы 2 и 3, размыканщий и замыкающий контакты 4 и 5 второго и третьего коммутационных элементов, первый и второй информационные каналы 6 и 7, четвертые элементы 8|, 82 задержки, развязывающие элементы 97, датчики 10 и Юг мощности, элементы НЕ 11 и 11„, четвертые элементы И 12, и 12, формирователи 13, 132 сигналов, элемент ИЛИ 14, первый и второй блоки и 16 сигнализации, первый коммутационный элемент 17, кнопку 18, первый и второй размыкающие контакты 19 и 20 первого коммутационного элемента, первый, второй и третий элементы И 21 - 23, первый, второй и третий элементы 24 - 26 задержки, элемент ИСКЛОЧАВДЕЕ ИЛИ 27, триггер 28, первый и второй формирователи 29 и 30 импульсов. Первый, второй и третий коммутирующие элементы содержат резисторы 31 -315, катушки 32,-32 реле, диоды 33(-33з и транзисторы 34(- 342. Первый второй блоки 15 и 16 сигнализации содержат сигнализирующие злементы 35{ и 35j, и тиристоры 36 j и 36.

В качестве информационного канала может быть использован, например, оптический квантовый генератор, управляющий вентильньм преобразователем с помощью мощныхкратковременных световых ю пульсов, или любой информационный канал системы управления вентильшлм преобразователем, а также каналы телеметрии.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на входы первого и второго инфо1 ационных каналов 6 и 7 сигнал формируют на своих выходах выходные импульсы. Часть сигнала попадает на входа датчиков 10|, lOj контроля мощности, которые при наличш достаточной мощности на выходе информационных каналов формируют сигнал на выходах, соответствуицнй ном1шальному режиму работы каналов. На вход элементов И 12 и 12 в этом случае одновременно сигналы не поступают. Если же на выходе одного из информационных каналов 6 или 7 сигнал будет отсутствовать при наличии сипсала на входе, то через период времени, равный задержке элементов 8( и 8 задержки, на обоос входах соответствующего элемента И 12J или 12 появится сигнал, что приведет к т:рабатыванию формирователя 13 или 3„ сигналов и эле мента ИЛИ 14. Включится транзистор 34, который зашунтирует обмотку реле 32 первого коммутационного элемента. Реле отключится, обесточа ся первый и второй коммутационные элементы 2 и 3, включится соответст вующий блок 15 или 16 сигнализации, указывая неисправный информационный канал. Одновременно с этим с выходо формирователей 13 и 13 сигналов сигнал придет на запуск другого находившегося в резерве канала чере развязывающие элементы 9( или 9. При этом задержка во времейи будет минимальной. Она определяется време нем срабатывания элементов И 12, или 12, формирователей 13 j или Hj сигналов и четвертых элементов 8j или 8 задержки, вьщержка времени которых выбирается равной времени срабатьгеания информационного канала 10 или контроля И датчика Реально эта величина мощности . поряд длительностьсоставляет ка 1 МКС. Таким образом, в случае пропуска срабатывания одного информационного канала с минимальной задержкой срабатывает второй информационный кана (И после отключения коммутационных элементов 2 и 3 второй информационный канал остается постоянно включе ным на входе. Если после включения информационных каналов система рабо тает нормально, нажимают кнопку 18 пуска один раз. Первый коммутационный элемент 17 самоблокируется чере размыкакяций контакт 20. получают питание второй и третий коммутацион ные элементы 2 и 3 и блок 1 переключения каналов. Вначале работают оба канала. Сигналы, поступающие на вход блока 1 переключения каналов, через третий элемент И 23 проходят на второй элемент 25 задержки, в качестве которого используется счетчик После заданной выдержки времени (после прохоадения определенного числа импульсов) на выходе элементы 25 задержки формируется сигнал, который через формирователь 29 импульсов обнуляет элемент 26 задержки (обнуляет счетчик) и подается на вход триггера 28 и первого элемента 24 задержки, что приводит к появлению сигналов на двух входах одновременно одного из элементов И (первого 21 или второго 22). Сигнал с вы-/ хода соответствуницего элемента И 21 или 22 подается на управляющий вход первого или второго коммутационных элементов 2 или 3. В результате он срабатывает, размыкается его замыкающий контакт и замыкается разомкнутый 4 или5. Таким образом, на вход одного из информационных каналов сигнал не поступает. С этого момента фунционирует один информационный канал. При этом с каждым актом срабатывания информационного канала формируется импульс на выходе элемента ИСКПЮЧАЮЩЕ ИЛИ 27, который запускает элемент 26 задержки (счетчик). После истечения заданного промежутка времени (определенного числа импульсов) элемент 26 задержки формирует сигнал, который обнуляет (взводит) второй элемент 25 задержки, сигнал на выходе которого устраняется. Одноверменно с этим устраняется сигнал и на входе соответствующего злемевта И 21 или 22. Это приводит к отключению включенного коммутационного элемента 2 или 3. В результате остаются замкнутыми замыкающие контакты 4 и 5 коммутационных элементов первого 2 и второго 3, т.е., с этого момента в работу включаются оба ин- . формационные каналы. После очередного срабатывания триггера в работу включается тот канал, который находился в отключенном.состоянии, так как поступление очередного сигнала на вход триггера приведет к, его опрокидыванию и срабатыванию соот- . ветствующего коммутационного элемента - первого 2 или второго 3. Далее процесс повторяется. Выдержки времени второго и третьго элементов 25 и 26 задержки моут .быть различными или одинаковыи. Длительность выдержки времени ервого элемента 25 задержки, кога одновременно работают оба канаа, может быть минимальной. Укаанный промежуток времени необхоим только для того, чтобы провеить работоспособность обоих инфорациЬннь1Х каналов, потому что тольо в этом случае произойдет переклюение на работу одного канала. Рельно это может быть 5-10 импульсов правления, следующие с периодом 7 промышленной частоты 50 Гц, что составляет 0,05-0,1 с. Выдержка времени элемента 25 задержки определяет длительность работы одного канала. Это время выбирается оптимальным с точки зрения износа канала, увеличения его ресурса. В частном случае это может быть время, в течение которого канал выходит на определенный температурный режим. Могут быть и другие критерии для определения длительности работы одного канала. В каждо конкретном это определяется нагрузкой, средой и характером рабо ты резервируемых каналов. Таким образом, устройство позволяет при наливши двух и более каналов поочередно оставлять в работе только один канал в течение оптимального промежутка времени. Затем включается в работу другой (другие) резервный канал, происходит контро 678 функционирования обоих каналов, и в случае, если оба канала работают нормально, происходит переключение на резервный канал. После работы резервного канала в течение заданного оптимального промежутка времени снова включаются оба (все) канала и в случае нормального их функционирования в работе остается один канал, бывший до этого в резерве и т.д. Кроме того, контроль за работой кандлов ведется постоянно и в случае сбоя или отказа одного из каналов с минимальной выдержкой времени включается другой канал и формируется сигнал о неисправности в соответствующем канале, при этом отключаются ключи и перестает работать переключатель. Применение изобретения позволяет повысить надежность работы :Каналов и коэффициент использования оборудования 1