Устройство для автоматизированного управления реконфигурацией объектов автоматизированной системы управления Советский патент 1987 года по МПК G05B19/18 

Изобретение относится к автоматизированным системам управления, в частности к системам автоматизированного управления конфигурацией те)ри- ториально распределенных объектов АСУ.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

На фиг. 1 представлена блок-сзсема устройства; на фиг. 2 - пример конкретного конструктивного выполнения селектора признака вида сообщения и номера объекта; на фиг. 3 - то же, блока выбора объекта; на фиг. 4 - то же, блока формирования кодов сообщений; на фиг. 5 - то же, блока фиксации сбоев.

Устройство {фиг. 1) включает селекторы I признака вида сообщения и номера объекта, блок 2 выбора объекта, первую группу регистров 3, вторую группу регистров 4, первые элементы ИЛИ 5, блоки 6 формирования кодов сообщений, блок 7 фиксации сбоев. Селектор 1 признака вида сообщения и номера объекта - (фиг. 2) включает первый индикатор 8, первую группу триггеров 9, вторую группу триггеров 10, первую группу элементов ИЛИ 11, вторую группу элементов ИЛИ 2, первую группу элементов И 13, вторую группу элементов И 14, второй элемент ИЛИ 15, третий элемент ИЛИ 16 первый дешифратор 17, второй дешифратор 18.

Блок 2 выбора объекта (фиг. З) включает второй индикатор 19, третью группу триггеров 20, третью группу элементов ИЛИ 21, третью группу элементов И 22, четвертую группу элементов И 23, группу инверторов 24.

Блок 6 формирования кодов сообше- ний (фиг. 4) включает первый триггер 25, второй триггер 26, пятую группу элементов И 27, шестую группу элементов И.28, седьмую группу элементов И 29, восьмую группу элементов И 30, третий регистр 31, второй регистр 32 генератор 33 импульсов, делитель 34 частоты импульсов, первый элемент 35 задержки, второй элемент 36 задержки, третий элемент 37 задержки, четвертую группу элементов ИЛИ 38, пя - тую группу элементов ИЛИ 39, первьй усилитель 40, второй усилитель 41.

Блок 7 фиксации сбоев (фиг, 5) включает третий дешифратор 42, первый элемент И 43, второй элемент И 44,

третий элемент И 45, четвертый элемент задержки 46, третий триггер 47, четвертый элемент ИЛИ 48, инвертор 49, счетчик 50,

Кроме того, на чертежах показаны первый 51, второй 52, третий 53, чет- 54 и пятый 55 входы устройства (фиг. 1), первьш 56, второй 57 и третий 58 входы, первая группа входов 59 и вторая группа входов 60, первый 61 и второй 62 выходы селектора признака вида сообщения и номера объекта (фиг, 2), первый 63 и второй 64 вход1 1, группа входов 65 блока вы- бора объекта (фиг. 3), первый 66, второй 67, третий 68 и четвертый 69 выходы блока формирования кодов сообщения (фиг. 4), первый 70, второй 71 и третий 72 входы, группа входов 73, выход 74 блока фиксации сбоев (фиг, 5),

При этом все объекты являются объектами одного уровня иерархии сложной АСУ. Управляющим в данный момент времени из всей совокупности объектов является только один объект, все остальные являются запасными (резервными ) в

Обмен информацией между данными

0

5

0

5

0

5

0

5

объектами осуществляется по двум ка-ч налам передачи данных, имеющим paзли i ные характеристики по доведению информации.

Работу устройства начинаем рассматривать в ситуации, когда один из объектов является управляющим, а все остальные - работоспособными и находятся в готовности к принятию управления на себя

В этом режиме управления на управ-э ляющем в данньй момент объекте в регистр 31 блока 6 формирования кодов сообщений с входа 54 поступает код номера своего объекта. Сигнал о том, что данный объект является управляющим в виде импульса запуска с входа 5 поступает на единичный вход триггера 25, устанавливая его в единичное состояние, на вход сброса триггера 26, устанавливая его в исходное состояние, на вход сброса регистра 32, устанавливая его в исходное состояние, и через элемент ИЛИ 5 и группу элементов ИЛИ 21 на нулевые входы триггера 20 группы, устанавливая их в исходное состояние

Высоким потенциалом триггера 25 открываются пятая 27 и шестая 28 группы элементов И и импульсами с

3

генератора 33 содержимое регистра 31, представляющее собой код сообщения Объект № XXX является управляющим, через группу 38 элементов ИЛИ и усилитель ДО выдается на выход 66 в каналы связи сети устройства данными с минимальными характеристиками по доведению информации (первый канал) для передачи всем остальным объектам устройства.

Импульсы генератора 33 через элемент 35 задержки поступают на вход делителя 34 частоты импульсов. Импульсом с выхода делителя ЗА содержимое регистра 31 через группу 39 элементов ИЛИ и усилитель 41 выдается в каналы связи обме.на данными с максимальными характеристиками по доведению информации (второй канал) Элемент 35 задержки предназначен для синхронизации последовательностей импульсов генератора 33 и делителя 34 частоты импульсов, который осуществляет деление частоты импульсов с кратностью, равной ближайшему большему целому отношения времени передачи сообщения по каналам связи обмена данными с максимальными характеристиками по доведению информации к времени передачи сообщения по сети обмена данными с минимальными характеристиками по доведению информации .

Переданное сообщение по каналам связи двух каналов поступает на вхо ды регистров 3 всех объьектов, которое затем расшифровывается в дешифраторах 17, 18 и 24. Причем в дешифратор 17 с nepBbLK выходов регистра поступает код номера управляющего объекта, в дешифратор 18 - код вида сообщения (в предлагаемом техническом решении предусматривается два вида сообщения: Объект № XXX являеся управляющим и Объекту № XXX взя управление), а в дешифратор 42 - к признака каналов связи (первого или второго канала), по которым передаеся сообщение.

I

. Допустим, высокие потенциалы, соответствующие номеру управляющего оекта и виду переданного сообщения, сформированы на одном из выходов де

шифраторов 17 и 18. Этими потенциала- „взять управление поступает в регими открываются соответствукяцие эле-стры 3 всех остальных объектов

менты И первой 13 и второй 1А групп,-управления и расшифровьшается дешифи импульсы с генератора 33 и делите-раторами 17 и 18. На индикаторе В,

ля 34 частоты через элементы 36 и 37в соответствии с описанной работой.

0

5

j O

5 0

5 0 5

0

задержки, время задержки которых равно времени передачи сообщения по каналам первой и второй систем соответственно, проходят через указанные элементы И на единргчные входы соответствующих триггеров первой 9 и второй 10 групп, устанавливая в единичное состояние. Высокие потенциалы указанных триггеров зажигают на индикаторе 8 транспарант Объект № XXX является управляющим.

Процесс выдачи сообщения Объект № XXX является управляющим периоди- ческнй, повторяется с интервалом времени, задаваемым генератором 33 и делителем 34 частоты, до тех пор, пока на управляющем объекте не будет принято решение о передаче функций управляющего объекта другому объекту управления либо управляющий объект неожиданно перейдет в такое состояние, при котором он не может вьтол- нить свои функции. Например, последнее состояние возможно в результате аварии управляющего, причем переход в это состояние может осуществляться столь неожиданно, что управляющий объект не успеет передать управление одному из запасных объектов.

В первом случае передача управления осуществляется следующим образом. Код номера объекта, которому передается управление, поступает в ре- , гис-тр 32 с входа 55, а сигнал о передаче управления с входа 53 системы в виде импульса запуска поступает на единичный вход триггера 26, устанавливая его в единичное состояние, и на входы сброса триггера 25 и регистра 31, устанавливая их в исходное

состояние. I

Высоким потенциалом триггера 26

открываются элементы И седьмой 29 и восьмой 30 групп и содержимое регистра 32, представляющее собой код сообщения Объекту № XXX взять управление, через элементы ИЛИ четвертой 38 и пятой 39 групп и усилители 40 и 41 выдается в каналы как первого, так и второго каналов передачи данных соответственно.

Код сообщения Объекту № XXX

загорается транспарант Объекту № XXX взять управление.

Получив этот сигнал, объект, которому передается управление, начинает трансляцию в каналы двух каналов передачи данных- сообщение Объект N XXX является управляющим, где № - номер данного объекта. При этом работа устройства осуществляется аналогично описанной на управляющем в данный момент объекте.

Во втором случае при неожиданной аварии управляющего объекта выдача сигналов с его вьпсодов 66 и 67 прекращается.

Этот факт в очередном цикле будет обнаружен блоком 7 фиксации сбоев. При поступлении кода сообщения Объект № XXX является управляющим в регистр 3 по каналам связи с минимальными характеристиками по доведению информации на одном из выходов дешифратора 42 формируется высокий .потенциал, открывающий по одному входу элемент И 43, и очередной импульс с генератора 33, поступающий через элемент ИЛИ 48 на сбросовый вход счетчика 50, устанавливает последний в исходное состояние. При поступлении упомянутого сообщения в регистр 3 по каналам связи с максимальными характеристиками по доведению информации на другом выходе де- щифратора 42-будет сформирован высокий потенциал, открывающий по одному входу элемент И 44, и очередной импульс с делителя 34 частоты, поступая через данный элемент И на единичный вход триггера 47, устанавливает последний в единичное состояние. В свою очередь высокий потенциал триггера 47 поступает через элемент ИЛИ 48 на сбросовый вход счетчика 50, и последний устанавли- .вается в исходное состояние. Импульсом, поступакнцим с выхода элемента задержки 46, время задержки которого равно суммарному времени переходных процессов в триггере 47, элементе ИЛИ 48 и счетчике 50, на нулевой вход триггера 47, последний устанавливается в исходное состояние.

Если в очередном цикле на первом выходе дешифратора 42 при нулевом

состоянии соответствующих разрядов регистра 3 будет сформирован нулевой потенциал, то элемент И 45 будет открыт по одному входу высоким аотен

5

0

5

циалом, сформированным на выходе инвертора 49. Тогда импульс с генератора 33 через элемент И 45 поступает на счетный вход счетчика 50.

В случае, если в течении п циклов, где п - ближайшее большее целое отно- щения времени и передачи сообщения по каналам связи с минимальными характеристиками по передаче информации к времени передачи информации по каналам связи системы с минимальными характеристиками по передаче, сообщение Объект № XXX является управляющим не поступило как по первому так и по второму каналам передачи информации, то очередной импульс с генератора 33 по цепи сквозного переноса поступает на выход счетчика 50 и далее через элементы ИЛИ первой 11 и второй 12 групп на нулевые входы триггеров первой 9 и второй 10 групп, устанавливая последние в цс- кодное состояние, а также на одни входы элементов II 22 я 23, другие входы которых соединены с соотве тст- вую1™ми разрядами регистра 4 и инверторами 24.

Регистр 4 на каждом из объектов в своих разрядах хранит информацию о готовности объектов к работе, которая поступает в него с входов 52. Допустим, в первом разряде и последующих хранятся единицы, свиде- тельств-утощие о готовности соответст- 5 вующих объектов взять управление на

себя. I

В этом случае высокий потенциал первого разряда регистра 4 открывает

0 элемент И 22 и после инвертирования инвертором 24 закрывает элемент И 23. Тогда импульс сквозного переноса через элемент И 22 поступает на единичный вход соответствующего триг5 гера 20, высокий потенциал которого зажигает на индикаторе 19 транспарант Объекту № XXX взять управление.

Если бы первый разряд регистра 4 имел нулевое значение, что свидетельствовало бы о том, что соответствующий этому разряду объект неисправен, то упомянутый элемент И 22 был бы закрыт низким потенциалом, а элемент И 23 открыт высоким потенциалом инвертора 24. В этом случае импульс сквозного переноса с выхода счетчика 50 проходит, открывает следующий элемент И 22 и при наличии единицы в очередном разряде регистра 4 уста0

0

5

навливает соответствующий триггер в единичное состояние. Загорание на индикаторе 19 номера соответствующего объекта будет командой Объекту № XXX взять управление.

По этому сигналу объект, номер которого roprfr на индикаторе, начинает трансляцию сообщения Объект № XXX является управляющим, приняв управление на себя. Далее работа устройства осуществляется аналогично описанной.

Введение новых узлов и элементов позволяет сзпдественно повысить быстродействие работы устройства, исключая случаи потери управления при BEI- ходе управляющего объекта из строя (аварии), а также передавать информацию об управлении как по каналам с максимальньши характеристиками по доведению, так и по каналам с минимальными характеристиками по доведению информации.

Формула изобретения

12 20

I. Устройство для автоматизированного управления реконфигурацией объектов автоматизированной системы управления, содержащее узлы синхронизации работы объектов, каждый из которых включает селектор признака вида сообщений и номера объекта, первый элемент ИЛИ, блок выбора объ- екта, регистры первой группы, регистры второй группы, первые выходы регистров первой группы подключены к первым входам селектора признака вида сообщения и номера объекта, первый выход которого подключен к сбросовым входам регистров первой группы и к первому входу первого элемента ИЛИ, вторые входы которого являются первыми входами узла синхронизации работы объектов, а выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу блока выбора объекта, вторые входы которого подключены к выходам ре

гистров второй группы, информационные50 ны к другим входам триггеров второй входы которых являются вторыми входами узла синхронизации работы объектов, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения надежности устройства, в каждый его узел синхронизации работы объектов введены блоки фиксации сбоев и блока формирования кодов сообщения, первые выходы которых подключены к информационгруппы, входы второго элемента ИПИ соединены с выходами соответствующих элементов И первой группы, а выход является первьтм выходом селектора, 55 входы первого дешифратора являются первой группой входов селектора, а выходы подключены к одним входам соответствующих элементов И первой группы, входы второго дешифратора

290260

8

fO

,ным входам соответствзпощих регистров первой группы других узлов синхрони- з-ации работы объектов, вторые выходы блока формирования кодов сообщений подключены к вторым входам селектора признака вида сообщения и номера объекта, а входы блока формирования кодов сообщений являются первым, треI тьим, четвертым и пятым входом узла синхронизации работы объектов соответственно, первые входы блока фиксации сбоев соединены с вторыми выходами регистров первой группы, а

(5 вторые входы со вторыми выходами блока формирования кодов сообщений, тре- тий вход - с вторым выходом селектора признака вида сообщения и номера объекта, а выход блока фиксации сбоев соединен с третьими входами селектора признаков вида сообщения и номера объекта и блока выбора объекта соответственно.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что селектор признака вида сообщения и номера объекта содержит первую и вторую группы элементов ИЛИ, первую и вторую группы элементов И, второй и третий эле30 менты ИЛИ, первый и второй дешифраторы, первую группу триггеров, вторую группу триггеров, выходы триггеров первой группы подключены к входам первого индикатора, выходы элементов И первой группы подключены к одним входам триггеров первой группы к одним входам соответствующих элементов ИЛИ первой группы, другие входы которых являются первым входом селектора, а выходы подключены к другим входам триггеров первой группы, выходы триггеров второй группы подключены к входам первого индикатора, выходы элементов И второй группы подключены к одним входам триггеров второй группы и к одним входам соответствующих элементов ИЛИ второй группы, другие входы которых являются первым входом селектора, а выходы подключе20

25

40

45

ны к другим входам триггеров второй

группы, входы второго элемента ИПИ соединены с выходами соответствующих элементов И первой группы, а выход является первьтм выходом селектора, входы первого дешифратора являются первой группой входов селектора, а выходы подключены к одним входам соответствующих элементов И первой группы, входы второго дешифратора

являются второй группой входов селектора, а выходы подключены к одним входам соответствующих элементов И второй группы, причем один из выходо второго дешифратора является вторым выходом селектора, вхо,ды третьего элемента ИЛИ являются соответственно вторым и третьим входами селектораs выход подключен к другим входам элементов И .первой и второй групп.

3. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что блок выбора объекта содержит второй индикатор, группу инверторов, третью, четвертую группы элементов И, третью группу элементов ИЛИ, третью группу триггеров, выходы которых подключены к входам второго индикатора, одни входы элементов И третьей группы являются группой входов блока, а выходы подключены к одним входам триг:: еров третьей группы и к одним входам элементов ИЛИ третьей rpynntj, входы которых являются первыми входом блока, а выходы подключены к другим входам триггеров третьей группы, входы инверторов группы являются группой входов блока, а выходы подключень к одним входам элементов И четвертой группы, выходы которых подключены к другим входам соответствующих элементов И третьей и четвертой групп, кроме того., другие входы соответств 1ощ1-1х элементсиз И третьей и четвертой групп являются вторым входом блока, выход соответствующего элемента И четвертой группы подключен к одному входу соответствующего триггера третьей г руппы, другой вход которого является первым входом блока, а выход подключен к второму индикатору.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок мирования входов сообщения содержит первый триггер, генератор импульсов, делитель частоты импульсов ,, и шестую группы элементов И, первый, второй, третий элементы задержки, четвертую, пятую группы элементов ШШ, первый, второй, усилители, второй триггер, третий, четвертый ре- - гистры, информационный и установочный входы третьего регистра .являются соответственно третьим и четвертым входами блока, а выход подключен к одним входам элементов И пятой и шестой группы, входы первого триг0

5

0

.5

гера являются первым и третьим входами блока соответственно, а выход подключен к другим входам элементов И пятой и шестой групп, выход генератора импульсов подключен к входам первого и второго элементов задержки и к с.оответствующим входам элементов И пятой группы, вход делителя частоты импульсов соединен с выходом первого элемента задержки, а подключен к соответствующим входам элементов И шестой группы и к входу третьего элемента задержки, информационньй и установочный входы четвертого регистра являются соответственно nepBbiM и пятым входами блока, а выходы подключены к одним входам элемента И седьмой и восьмой групп, входы второго триггера являются соответственно первым и третьим входами блока, а выход подключен к другим входам элементов И седьмой .и восьмой групп, входы элементов ИЛИ четвертой группы соединены с выходами элементов И пятой и седьмой групп, а выходы подключены к первому усилителю, выход которого является nepBi iM выходом блока, входы элементов ИЛИ пятой группы соединены с вьпсодами элементов И шестой и восьмой групп, а выхода под.ключены к входам второго усилителя, выход которого является вторь м выходом (злока, кроме того, выходы второго и трет-ьаго элементов задерж- - ки являются соответственно третьим и -четвертым выходами блока.

5. Устройство п. 1 , о т л и ч а ю щ Ё; е с я тем, что блок фик0 сации сбоев содержит третий триггер, первьй, второй, третий элементы И, сч :тчиКз инвертор, четвертый элемент РШИ, третий и четвертый дешифраторы, входы третьего дешифратора яв.пяются

5 группой входов блока, одни входы первого элемента И являются первым и . вторым входами блока соответственно, другой вход соединен с одним выходом третьего дешифратора, а вькод подклю0 чен к одному входу четвертого элемента ИПИ, одни входы второго элемента И являются соответственно первЫ -i и третьим входами блока, другой вход соединен с другим выходом третьего

5 деггифратора, а выход подключен к одному входу третьего триггера, выход которого подключен к другому входу четвертого элемента ИЛИ, вход четвертого элемента задержки является тре0

тьим входом блока, а выход подключен к другому входу третьего триггера, вход инвертора соединен с одним вхо- дом третьего дешифратора, а выход подключен к одному входу третьего элемента И, другой вход которого является вторым входом блока, а выход подключен к одному входу счетчика, другой вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, а выход является выходом ,блока.

Изобретение относится к автоматизированным системам управления, в частности к системам автоматизированного управления конфигурацией распределенных объектов в сложных АСУ. Цель изобретения состоит в повышении надежности устройства. Поставленная цель достигается путем организации обработки поступающей от всех территориально распределенных объектов управления информации об управлении-по стандартным каналам передачи данных с различными характеристиками по доведению сообщений за счет жесткой синхронизации времен доведения различных интерфейсов 4 з.п. ф-лы, 5 ил. с (С IND со о to О)

т

52

55 51

Ш

Фиг.г

ИЗО Первиу 8хо9

Группа входов6Sе9ыж.эл-пюНЛ1 5

с Выходов рев. Z.

Фиг.З

77

wz.5

Составитель Ю.Опарин . Редактор А. Гулько Техред Л.Сёрдокова Корректор Г. Решетник

Заказ 7899/44

Тираж 864Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4