Устройство для управления процессом передачи сигналов управления в иерархической автоматизированной системе управления Советский патент 1987 года по МПК G06F11/14 G05B19/02 

Изобретение относится к автоматизированным системам управления, в частности к автоматизированным системам управления объектами различных уровней иер архии в сложной АСУ,

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - первый,блок отображения информации; на фиг,3 - формирователь временньгх сигналов; на фиг.4 - селектор; на фиг,5 - второй блок отображения информации ,

Устройство (фиг,1) включает пер- вую группу регистров 1-3, генератор 4 импульсов, первую 5, вторую 6, третью 7, четвертую 8, пятую 9 группы элементов И, первый 10, второй II, третий 12 регистры, первый 13, второй 14, третий 15, четвертый 16, пятый 17 дешифраторы, первый 18, второй 19, третий 20 триггеры, первый 21, второй 22 элементы И, первый 23, второй 24 элементы ИЛИ, первую 25, вторую 26 группы элементов ИЛИ, счетчик 27, делитель 28 частоты импульсов, первую 29, вторую 30 группы триггеров, усилитель 31, формирователь 32 временных сигналов, первый 33, второй 34 блоки отображения информации и группу .селекторов 35.

Первый блок 33 отображения информации (фиг,2) содержит индикатор 36, группу триггеров 37, группу элемен- тов 38 задержки, группу элементов И 39., группу дифференцирующих элементов 40,

Формирователь 32 временных сигналов (фиг.З) содержит группу тригге- ров 41, триггер 42, первую 43, вторую 44 группы элементов И, группу счетчиков 45, первый счетчик 46, группу элементов ИЛИ 47, группу элементов НЕ 48, дешифратор 49 и второй счетчик 50,

Селектор 35 (фиг,4) содерж1#т первую 51, вторую 52 группы элементов И, группу инверторов 53, группу уси- литeJJeй 54. Второй блок 34 отображе- ния информации (фиг,5) содержит группы триггеров 55, группы дифференцирущих элементов 56, группы элементов 57 задержки и индикатор 58. На фиг, 1-5 обозначены входы и выходы 59-122,

Работа устройства рассматривается с некоторого заданного момента

времени, .учитывая, что предлагаемым устройством оснащены все объекты управления многоуровневой автоматизированной системы управления. Работа объектов управления стро го синхронизирована и к заданному моменту времени все узлы и элементы устройства установлены в исходное состояние. Цепи сброса и установки в исходное состояние всех элементов и узлов на чертежах не показаны.

На управляющем объекте в регистр 12 с входа 62 устройства поступает код номера данного объекта. Код номера объекта, а также сигнал управления могут, например, поступать с пульта управления. Пульт управления в состав предлагаемого устройства не входит, поэтому не показан.

Сигнал управления в виде импульса запуска с входа 63 устройства поступает на единичный вход триггер 18, устанавливая последний в единичное состояние, этот же импульс поступает через соответствующие элементы ИЛИ 26 на. нулевые входы триггера 20, через соответствующие элементы ИЛИ 47 на нулевые входы триггеров 41 и на нулевой вход триггера 42 формирователя 32 временных сигналов, устанавливая указанные элементы в исходное состояние.

Высоким потенциалом триггера 18 открываются элементы И 8 группы, а очередным импульсом делителя 28 частоты импульсов содержимое регистра 12, представляющее собой код сообщения ОБЪЕКТ ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮЩИМ через элемент ИЛИ 25 группы и усилитель 31 выдается на выход 66 устройства в каналы связи для передачи всем остальным объектам управления системы. Переданное сообщение поступает на вход 59 устройства на всех объектах управления системы, а с входа 59 сообщение записывается в регистр 10, Код номера управляющего объекта, ВХОДЯЕДИЙ в код сообщения, расшифровывается в дешифраторе 13, который на одном из своих выходов, соответствующем номеру управляющего объекта, формирует высокий потенциал

Код вида сообщения (в указанном случае это сообщение вида ОНЬЕКТ ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮЩИМ) расшифровывается в дешифраторе 15, на одном из выходов которого, соответствующем виду сообщения, формируется высокий потенциал . Эти потенциалы поступают

It

на соответствующие входы первого блока отображения, открывая соответствующие элементы И 39, Импульсом с делителя 28 частоты импульсов, поступающим через указанные элементы И на единичные входы соответствующих триггеров 37 группы, последние устанавливаются в единичное состояние. Высокими потенциалами с триггеров 37, поступающих на индикатор 36 зажигается транспарант ОБЪЕКТ № ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮОЩМ.

Импульсом высокого потенциала, который образуется на выходе соответствующих дифференцирующих элементов 40 при поступлении на их входы высокого потенциала с выходов соответствующих элементов 38 задержки, на которые в свою очередь поступает высокий потенциал с выходов соответ- ствуютщл-х. триггеров 37, последние устанавливаются в исходное состояние Причем время задержки сигнала элементами 38 равно времени передачи сообщения по каналам связи. Высоким потенциалом на одном из выходов де- щифратора 13, поступающим через элемент ИЛИ 23 на вход сброса регистра 10, последний устанавливается в исходное состояние.

Процесс вьщачи сообщения ОБЪЕКТ № ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮЩИМ с управляющего объекта периодически повторяется с интервалом времени, задаваемым делителем 28 частоты импульсов, В случае принятия решения на управляющем объекте высщего звена управления о переводе одного или нескольких объектов управления различных подсистем в децентрализованный режим управления на данном объекте с соответствующих входов 64 группы в регистры 1 - 3, соответствующие номерам указанных объектов, поступают коды номеров тех объектов, которые должны перейти в децентрализованный режим управления.

Одновременно с этим с входов 65 группы устройства, соответствующих номерам данных объектов, на единичные входы соответствующих триггеров 29 группы поступают импульсы высокого потенциала, устанавливающие последние в единичные состояния. Высокие потенциалы с триггеров 29 группы поступают на единичные входы соответствующих тригг ёров 41 группы устройства 32 .--(формирователя времен. 10

15

2953694

ных сигналов), устанавливая их в единичное состояние.

Сигнал .передачи управления на управляющем объекте с входа 61 устройства поступает на единичньй вход триггера 19, устанавливая последний в единичное,состояние. Высоким потенциалом триггера 19 открывается элемент И 21, разрешая поступление импульсов с генератора 4 импульсов на счетный вход счетчика 27, С поступлением каждого импульса генератора 4 в счетчик 27 на выходе последнего образуется определенная кодовая комбинация, поступающая в де- щифратор 14, Определенной кодовой комбинации на входе дешифратора соответствует высокий потенциал на одном из его входов. Делитель 28 частоты импульсов осуществляет деление частоты импульсов генератора 4 таким образом, что периодичность формирования импульсов на его выходе равна периодичности формирования высокого потенциала на каждом из выходов дещифратора 14,

Допустим высокий потенциал формируется на одном из выходов дешифратора 14. Этим потенциалом открывается соответственно группа элементов И 5-7, а содержимое соответствующего регистра 1-3, представляющее собой код сообщения ОБЪЕКТУ № ВЗЯТЬ УПРАВЛЕНИЕ, через элементы ИЛИ 25 35 группы и усилитель 31 выдается на выход 66 системы в каналы связи для передачи объектам управления.

20

25

30

Высокий потенциал, сформирован40 ный на последнем выходе дешифратора 14,поступает на вход сброса счетчика 27, нулевой вход триггера 19, нулевой вход триггеров 29, на сбросовые входы регистров 1-3, уста

45 навливая указанные элементы в исходное состояние.

Переданное сообщение на каждом объекте управления поступает на вход 59 устройства и записывается в

5Q .регистр 10, Дещифрация кода номера объекта, которому передается управление , и кода вида сообщения ОБЪЕКТУ № ВЗЯТЬ УПРАВЛЕНИЕ, его индикация на индикаторе 36 происходят ана логичным образом, как и в случае

приема сообщения вида ОБЪЕКТ № ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮЩИМ.

Объекты управления, получившие сообщения - приказ на переход в децентрализованный режим управления, начинают трансляцию в каналы связи сообщения вида ОБЪЕКТ № ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮЩИМ в адрес управляющего объекта высшего звена управления и подчиненных им объектов.

Для контроля работоспособности объектов, управляюпщх в децентрализованном режиме, на управляющем объекту высшего звена управления осуществляется проверка поступления сообщения вида ОБЪЕКТ № ЯВЛЯЕТСЯ УП- РАВЛЯЮЩИМ от указанных объектов в каждом цикле.

Такой контроль осуществляется следующим образом.

При поступлении данного вида сообщения с входа 59 в регистр 10 высоким потенциалом, сформированным на соответствзтощем виду сообщения выходе дещифратора 15, открывается группа элементов И 9, через которые код номера объекта, содержащийся в коде данного сообщения, поступает с выходов регистра 10 в дешифратор 16j на одном из выходов которого формируется высокий потенциал, поступающий на единичньш вход соответствующего триггера 30 группы, устанавливая его в единичное состояние, и на соответствующие элемент НЕ 48 и элемент И 44 группы формирователя 32 временных сигналов. Импульсы с генератора 4 поступают на счетный вход счетчика 50, на выходе которого образуется определенная кодовая комбинация, с поступлением которой в де- щифратор 49 на соответствующем выходе последнего формируется высокий потенциал, поступающий через соответствующий элемент И 44 на вход сброса соответствующего счетчика 45 группы. Этот процесс периодически повторяется в каждом цикле поступления сообщения вида ОБЪЕКТ № ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯКЩИМ.

Если в случае неожиданного (непредвиденного) выхода из строя управляющего децентрализованного объекта (объектов) от него не поступит на управляющий объект высшего звена управления сообщения вида ОБЪЕКТ № ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЩИМ, то этот факт в очередном цикле будет зафиксирован дещифратором 16, который на одном из своих выходов, соответствующем номеру вьшедшего из строя объекта, сформирует нулевой потенциал; последний, поступив на соответствующий вход группы формирователя временных сигналов, будет инвертирован соответствующим элементом НЕ 48.

Высокий потенциал с выхода элемента НЕ поступает на соответствующий элемент И 43, открывая последний по одному из входов. Высокий потенциал, сформированный в данном цикле на

соответствующем выходе, дешифратора 49, через указанньш элемент И поступает на счетный вход соответствующего счетчика 45 группы. Если, например, в течение трех циклов в регистр

10 не поступит код объекта, управляющего в децентрализованном режиме (этим проверяется факт случайного сбоя в работе данного объекта), то очередной импульс с соответствующего выхода дешифратора 49 по цепи сквозного переноса поступает -на выход соответствующего счетчика 45.

Регистр 12 на каждом объекте управления хранит информацию о готовности соответствующих объектов к работе, которая пеступает в него с входа 60 устройства.

Допустим в первом разряде (левом крайнем) и последующих разрядах хранятся единицы, свидетельствующие о готовности соответствующих объектов взять управление на себя. В этом случае высокий потенциал первого разряда регистра 12 открывает соответствующий элемент И 5 соответствующего селектора 35 и после инвертирования соответствующим инвертором 53 закрывает соответствующий элемент И 52 по одному из входов. Тогда им

пульс сквозного переноса с соответствующего выхода формирователя 32 временных сигналов через элемент И 52 соответствующего селектора 35 по ступает на единичный вход соответст45 вующего триггера 55 второго блока отображения, устанавливая в единичное состояние. Высокий потенциал указанного триггера зажигает на индикаторе 58 транспарант ОБЪЕКТУ №

50 ВЗЯТЬ УПРАВЛЕНИЕ.

Если первый разряд регистра 11 имеет нулевое значение, что свидетельствует о неисправности (выходе из строя) соответствующего объекта, то элемент И 51 будет закрыт низким потенциалом, а соответствующий элемент И 52 будет открыт высоким потенциалом соответствующего ннвертоpa 53. В этом случае импульс сквозного переноса с выхода соответствующего счетчика 45 формирователя временных сигналов поступает в соответствующий усилитель 54 соответствующего селектора 35. С выхода усилителя 54 усиленный импульс при наличии единицы в очередном разряде регистра поступает на единичный вход соответствующего триггера 55 второго блока отображения информации устанавливая его в единичное состояние.

Загорание на индикаторе 58 номера соответствующего объекта является приказом ОБЪЕКТУ № ВЗЯТЬ УПРАВЛЕНИЕ. По этому сигналу объект, номер которого горит на индикаторе 58, начинает выдавать в каналы связи сообщение вида ОБЪЕКТ № ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮЩИМ, приняв управление в децентрализованном режиме. При этом работа устройства осуществляется аналогично .

Количество введенных в устройство селекторов 35, элементов второго блока 34 отображения информации 34 и формирователя 32 временных сигналов разрядов регистра 12 зависит от к оли честна объектов высшего звена управления и объектов управления различных подсистем. Одна цепь указанных элементов устройства обеспечивает контроль работоспособности данных объектов и назначение их управляющими. В случае принятия решения о переводе всей системы в полньй децентрализованный режим управляющий объект ВЗУ, приняв от всех объектов подсистемы, которые управляют децентрализованно, сообщения вида ОБЪЕКТ № ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯВДИМ, переходит в режим контроля работоспособности объектов, прекращая трансляцию в каналы связи сообщения указанного вида. Автоматически это происходит следующим образом.

С выходов дешифратора 16, которые соответствуют номерам объектов управ ления подсистем, импульсы высокого потенциала поступают на единичные входы соответств5пощих триггеров 30, устанавливая последние в единичное состояние. После этого, как все триггеры 30 переведут в единичное состояние, на выходе элемента И 22 формируется высокий потенциал, поступающий через элемент ИПИ 24 на нулевой

и, 1295369 8

вход триггера 18, переводя последний в исходное состояние, чем запрещается выдача в каналы связи содержимого регистра 12.

Контроль за работоспособностью объектов, управляющих децентрализовано, на управляющем объекте высшего уровня иерархии осуществляется аналогично указанной работе устройства.

работе устройства,

В случае поступления сообщения ОБЪЕКТ № ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮЩИМ ют объекта равного уровня иерархии, но старшего по рангу, чем управляющий в данный момент времени объект этого уровня иерархии, последний должен перейти из управляющего режима в дежурный, прекратив,управление объектами системы (подсистемы). При этом код сообщения, поступившего от старшего по рангу объекта с входа 59 устройства в регистр 10, рас- шифровывается дешифратором 17, на выходе которого возбуждается высокий потенциал, поступающий через элемент ИЛИ 24 на нулевой вход триггера 18, устанавливая последний в исходное состояние и, тем самым, запрещая выдачу в каналы связи содержимого регистра 12. Этим же потенциалом устанавливаются в нулевое состояние триггеры 41 формирователя временных сигналов, контроль за работоспособностью подчиненных объемов прекращается. Этот же потенциал поступает на единичный вход триггера 42, устанавливая его в единичное состояние, на соответствующий элемент И 44 и элемент НЕ 48 формирователя временных сигналов. Тем самым осуществляется контроль с использованием счетчика 46, соответствующих элементов И 43, селектора 35 и второго блока 34 отображения информации за работоспособностью управляющего в данный момент объекта высшего звена управления аналогично указанной

/j работе устройства,

55

Таким образом, введение новых элементов, узлов и блоков в предлагаемое устройство позволяет осуществлять передачу управления территориально распределенными объектами многоуровневой (иерархической) АСУ как в централизованном, так и в децентрализованном режимах управления.

ормула

9

3 о

1295369

бретения,

пя ме И, гр от ки уп пр ду ко ча пу сч вх че к вт но то ро пе гр по ре

1,Устройство для управления процессом передачи сигналов управления в иерархической автоматизированной системе управления, содержащее группу регистров, первую, вторую, третью и четвертую группы элементов И, первую группу триггеров, первый триггер, первый, второй и третий регистры, первый элемент ИЛИ, первый .дешифратор, первый блок отображения информации, формирователь временных сигналов и генератор импульсов, ий- формационные входы регистров группы являются группой информационных входов устройства, а выходы подключены к первым входам элементов И первой, второй и третьей групп, вторые входы которых соединены с прямыми выходами триггеров первой группы, входы установки которых являются группой установочных входов устройства, входы первого и второго регистров являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, входы первого дешифратора соединены с одними выходами первого регистра, а выходы - с установочными входами первой группы первого блока отображения информации и с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу сброса первого регистра вход третьего регистра является третьим информационным входом устройства, а выходы подключены к первым входам элементов И четвертой группы вторые входы которых соединены с прямым выходом первого, триггера, вход установки которого является первым управляющим входом устройства, первый вход синхронизации формирователя временных сигналов соединен с выходом генератора импульсов, а уп равляющие входы первой группы - с прямыми выходами триггеров первой группы, входы элементов ИЛИ первой группы подключены к выходам элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп, а выходы - к входам усилителя, выход которого является информационным выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности устройства, в него введены второй и третий триггеры, счетчик, второй, третий, четвертьм и пятьй дешифраторы, группа селекторов, делитель частоты

10

S

0

пятая группа элементов И, второй элемент ИЛИ, первьш и второй элементы И, вторая группа триггеров, вторая группа элементов ИЛИ и второй блок отображения информации, вход установки второго триггера является вторым управляющим входом устройства, а прямой выход подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с входом делителя частоты и с выходом генератора импульсов, а выход - со счетным входом счетчика, выход которого соединен с входом второго дешифратора, подключенного выходами, кроме последнего, к третьим входам элементов И первой, второй и третьей групп соответственно, последний выход второго дешифратора соединен с входами сброса второго триггера, счетчика, триггеров первой группы и регистров первой группы, входь третьего дешифратора подключены к другим входам первого регистра, а выходы - к установочным

входам второй группы первого блока отображения информации, вход синхронизации которого соединен с выходом делителя частоты, входы сброса И установки третьего триггера соединены соответственно с первым и вторым управляюш15ми входами устройства, а выход подключен к первым входам элементов И пятой группы, вторые входы которых соединены с одними выхода5 ми первого регистра, третьи входы - с одним выходом третьего дешифратора, а выходы - с входами четвертого дешифратора, выходами подключенного к , входам установки триггеров второй

0 группы и к управляющим входам второй группы формирователя временных сигналов, второй вход синхронизации которого соединен с выходом делителя частоты, входы пятого дешифратора

5 соединены с выходами первого регистра, а выход - с первым управляющим входом формирователя временных сигналов, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим

0 входом устройства, а управляющие вы- ходы подключены к управляющим входам соответствующих селекторов группы, информационные входы которых соединены с выходами второго регистра, а.

5 управляющие выходы - с установочными входами второго блока отображе- ния информации, первые и вторые входы элементов ИЛИ второй группы соединены соответственно с выходом вто0

рого элемента И и первым управляющим входом устройства, а выходы - с входами сброса триггеров второй группы выходы которых подключены к входам второго элемента И, выходом соединенного с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу пятого дешифратора, а выход - к входу сброса первого триггера.

2.Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что первый блок отображения информации содержит группу элементов И, группу триггеров, индикатор, группу элементов задержки, группу дифференцирующих элементов, первые входы элементов И группы являются соответственно установочньп м входами первой и второй групп блока соответственно, вторые - входом синхронизации блока, а выходы соединены с входами установки триггеров группы, прямыми выходами подключенных к входам индикатора и элементов задержки группы, выходы которых соединены с входами дифференцирующих элементов группы, выходами подключенных к входам сброса триггеров группы.

3.Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что формирователь временных сигналов содержит группу триггеров, триггер, дешифратор, первый и второй счетчики, группу счетчиков, группу элементов 1Е, первую и вторую группы элементов И и группу элементов ИЛИ, счетный вход первого счетчика является первым входом синхронизации формирователя, а выходы соединены с входами дешифратора, подключенного выходами к первым входам соответствующих элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с прямыми выходами триггеров группы, входы установки ко торых являются управляющими входами первой группы формирователя, а входы сброса подключены к выходам элементов ИЛИ группы, входы которых являются первым и вторым управляющими входами формирователя соответственно, входы соответствующих элементов НЕ группы являются управляющими входами второй группы формирователя, а выходы подключены к третьим входам соответствующих элементов И первой группы, выходами подключенных к счетным входам счетчиков группы, входы сброса которых соединены с выходами соот

15

20

25

ветствующих элементов И второй группы, первые входы которых подключены к выходам дешифратора, а вторые входы соединены с соответствуюпщми уп5 равляющими входами второй группы формирователя, входы установки и сброса триггера соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами формирователя, а выход О с первым входом одного элемента И первой группы, вторай вход которого соединен с вторым входом синхронизации формирователя, третий - с выходом одного элемента НЕ группы, входом соединенного с первым управляющим входом формирователя, а выход подключен к счетному входу второго счетчика, сбросовый вход которого соединен с выходом одного элемента И второй группы, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым входом синхронизации и первым управляющим входом формирователя соответственно, выходы счетчиков группы и второго счетчика являются группой управляющих выходов формирователя.

4.Устройство по П.1, отличающееся тем, что каждый из селекторов группы содержит первую и вторую группы элементов И, группу элементов НЕ и группу усилителей, выходы элементов И первой группы

35 являются управляющими выходами группы селектора, а первые входы - информационными входами группы селектора, входы элементов НЕ группы соединены с информационными входами груп40 пы селектора, первые входы элементов И второй группы соединены с выходами соответствующих элементов НЕ группы, входы усилителей группы соединены с выходами соответствующих эле- 45 менто.в И второй группы, а выходы - с входами соответствуюЕцих элементов И первой и второй групп, выходы одних элементов И первой и второй групп соединены с управляющим входом

50 селектора, выход другого элемента И второй группы является одним из управляющих выходов группы селектора.

30

5.Устройство по П.1, о т

л и 55

блок отображения информации содержит группу триггеров, индикатор, группу элементов задержки, группу дифференцирующих элементов, входы установки

1 3129536914

триггеров являются установочными вхо- ходами подключенных к входам диффе- дами блока отображения, а прямые входы подключены к входам индикаторейдирующих элементов, выходы которых подключены к входам сброса триг геров группы.

ра и элементов задержки группы, вы/gjtyff/Mr г/

gxodoS г

iSxoffoo

ходами подключенных к входам диффе-

рейдирующих элементов, выходы которых подключены к входам сброса триггеров группы.

4Sx. 61

Выход

2Sx. 60

36

Изобретение относится к области автоматизированных систем управле-. ния, в частности к автоматизирован-i ным системам управления объектами различных уровней иерархии в сложной АСУ. Цель изобретения состоит в повышении надежности работы устройства. Поставленная цель достигается путем организации автоматического процесса передачи управления в случае выхода управляющего объекта из строя следующему по рангу объекту управления либо объекту управления более низкого уровня иерархии в соответствии с данными о работоспособности указанных объектов, поступающими на каждьй из них, с жесткой привязкой ко времени работы управляющего объекта. 4 з.п. ф-лы, 5 ил. iS ел с

HgJHP Ш|57|

И 03

Группа бходоб Фиг.2.

iSxoH

97

-Oolf/w/T e/7k

11НПуДЬС9(

и

1-f группа входов ФигЗ

ГРУ т

Вход S9-tOi СКьк. о

т-106

6лака31

Фаг,

iSmS

сгрцппы ftlsndoS Ёыходоо

/20

оce/fJS

Редактор И.Шулла

Составитель Ю,Дларин Техред Л.Сердюкова

Заказ 617/54 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. Проек.тная, А

Корректор М.Демчик