Устройство для автоматизированного контроля источников питания Советский патент 1988 года по МПК G01R31/40 

(21)4085167/24-21

(22)01.07.86

(46) 15.01.88. Бюл. № 2

(71)Смоленское специальное конструк- торско-технологическое бюро систем программного управления

(72)В. К. Никитин, А. И. Сидорен- ков и А. С. Карпицкий

(53) 621.317.799(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 765764, кл. G 01 R 31/28, 1978. Ст.енд для контроля параметров источников питания. - Обмен опытом в радиопромышленности, 1984, вып. 2, с. 82-83.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ (57) Изобретение предназначено для повышения надежности и достоверности контроля источников питания. Устройство содержит блок 4 преобразователей, блок 5 коммутации, вольтметр 6, программный блок 8 и блок 10 сопряжения с вольтметром. Введение К источников 2 питания, К узлов 3 коммутации, вольтметра 7 и многоканального таймера 9 позволяет устройству программно осуществлять самоконтроль и обеспечивать попеременный режим работы вольтметров б.и 7. В описании приведен пример реализации узла 3 коммутации, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

и

(Л

оо о

О)

со

сх

Изобретение относится к элеКтро- измерительной технике и предназначено для автоматизированного контроля многоканальных источников питания, в том числе при их технологическом прогоне и приемочных испытаниях.

Цель изобретения - повышение надежности и достоверности контроля путем программного осуществления самоконтроля и обеспечения заданного попеременного режима работы вольт- метров.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг.. 2 - функциональная схема узла коммутации.

Устройство содержит клеммы 1 для подключения контролируемых источников питания (ИП) (число входов NxK) внутренние ИП 2 узла 3 коммутации, блок 4 преобразователей, блок 5 коммутации (БК), первый 6 и второй 7 цифровые вольтметры, программный блок 8, многоканальный таймер 9, блок 10 сопряжения с вольтметром, канал 11 общего пользования (КОП), шину 12 устройства, измерительную магистраль 13 и линию 14 блокировки

Узел 3 коммутации (УКм) может содержать, например, каналы 15 KONMy- тации (КК), каждый из которых состоит из шинного формирователя (ШФ) 16, дешифратора 17 адреса, регистра 18 команд, дешифратора 19 команд, схемы 20 индикации, коммутатора 21 блока 22 короткого замыкания и схемы 23 блокировки, включающей в себя повторитель 24 с открытым коллектором, инвертор 25 и логический элемент 26 типа 2И-НЕ.

Устройство для автоматизированного контроля источников питания содержит УКм с информационными входа- для подключения контролируемых источников питания ИП, выходы внутренних ИП этих УКм соединены с соответствующими входами соответствующих УКм, вторые выходы которых объединены между собой и образуют линию 14 блокировки, первые выходы также, объединены между собой, образуют измерительную магистраль 13 и соединены с объединенными вместе входом блока 4 преобразователей и первым входом БК 5, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами цифровых вольтметров 6 и 7, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами

блока 10 сопряжения с вольтметром, а выходы - с первым и вторым входами блока 10, который третьим и четвертым выходом соединен с первым и вторым входами программного блока 8, первый вход-выход которого соединен с объединенными вместе посредством шины 12 устройства входами

выходами УКм 3, блоков 4,5,10 и таймера 9, а второй вход-выход является выходом устройства в КОП 11, выход соединен с входом многоканального таймера 9, третий вход - с выходом многоканального таймера 9.

Первый и второй выходы КК 15 каждого УКм 3 соединены между собой и образуют Первый и второй выходы УКм, т.е. соответственно измерительную

магистраль 13 и линию блокировки 4, вход-выход УКм 3 соединен с объединенными вместе входом-выходом ШФ 16 и входом дешифратора адреса 17 всех КК 15, первый выход дешифратора адреса 17 соединен .с входом управления ШФ 16, который выходом соединен с информационным входом регистра ко- манд 18, второй выход дешифратора адреса соединен с тактовым входом

регистра команд, второй выход регистра команд соединен с объединенными вместе входами ШФ 16, схемы 20 индикации и информащюнным входом дешифратора 19 команд, а вход обнуления - с выходом элемента 26, первый выход - с объединенными вместе входом повторителя 24 с открытым коллектором, первым входом элемента 2И-НЕ 26 и входом управления дешифратора 19 команд, вторым выходом

соединенного с входом блока 22 короткого замыкания, выход которого образует первый выход КК 15 и соединен с выходом коммутатора 21, вход управления которого соединен с первым

выходом дешифратора 19 команд, а информационные входы являются входами для подключения контролируемых и внутреннего ИП, причем второй выход

КК 15 соединен с выходом повторителя 24 и входом инвертора 25, выход ко- . торого соединен со вторым входом элемента 2И-НЕ 26.

Устройство работает следующим

образом.

Контролируемые ИП подключаются к первым входам УКм 3. В программном блоке 8 задаются значения контролируемых параметров для каждого ИП,

допустимые отклонения параметров, номер места контроля ИП и программа проверки его параметров. Под номером места контроля понимается номер УКм 3 и номер КК 15 в УКм, к которому подключается контролируемый ИП. Внутренний ИП 2 обеспечивает необходимыми напряжениями питания все функциональные узлы УКм 3 и подключается к одному из входов своего УКм 3. Програмт а проверки обеспечивает контроль заданных параметров ИП через заданное время по отношению к началу контроля.

Многоканальный таймер 9 представляет собой многоканальный измеритель временного инервала. Число каналов блока 9 должно обеспечивать контроль

времени испытания от проверки до про- 20 ответствующего УКм 3 команду на подверки для каждого из контролируемых ИП, контроль времени непрерывной работы каждого из вольтметров 6 и 7, а также контроль времени между периодическим самоконтролем устройства в режиме самодиагностики. Каждый из каналов многоканального таймера 9 имеет однозначное назначение. Номер канала измерения времени, контролирующего время испытания РШ, совпадает с номером места установки ИП.

Блок преобразователей 4 обеспечивает преобразование сумм амплитуд положительной и отрицательной полу- волн переменной составляющей входног сигнала в пропорциональное постоянное напряжение и. контроль последовательности включения каналов контролируемого ИП.

В качестве вольтметров 6 и 7 используются серийно выпускаемые вольтметры, имеющие входы дистанционного управления и цифровые выходы.

Блок 10 сопряжения с вольтметром обеспечивает прием с шины устройства 12 кодов дистанционного управления и передачу их на входы вольтметров 6 или 7, а также преобразует измерительную информацию с выходов вольтаметров в необходимый формат и передает ее на шину устройства 12.

БК 5 обеспечивает подключение к входу одного из вольтметров измерительной магистрали 13 либо выхода блока 4 преобразователей, а также создает короткое замыкание на входе одного из вольтметров.

Контроль подключаемых ИП может быть инициирован либо командами.

66978

получаемыми программнььм блокоь 8 из , КОП 11, либо сигналами прерываггия, поступающими .на вход программного блока 8 из многоканального таймера 9. В первом случае номер места подключенного ИП, подлежащего контролю, передается в сообщении по КОП 11. |Во втором случае программный блок 8

10 обращается к многоканальному таймеру 9 специальной командой, в ответ на которую многоканальный таймер 9 передает данные об уровне прерывания, по которому программный блок 8 ус15 танавливает номер места ИП, параметры которого необходимо контролировать. Затем программный блок 8 переходит к работе по программе контроля, где передает в соответствующий КК 15 со0

5

ключение соответствующего первого входа к измерительной магистрали 13. После этого по команде из программного блока 8 БК 5 подключает к входу 5 работающего вольтметра измерительную ма.гистраль 13 выход блока преобразователей 4.

Затем программный блок 8 передает команду в блок 10 на измерение вольтметром параметров подключенного к измерительной магистрали Ш. По окончании измерения вольтметр вырабатывает сигнал сопровождения, которь й через блок 10 передается на вход программного блока 8, который воспринимает этот сигнал как завершение цикла измерения вольтметром, и считывает результат измерения через блок 10 с выхода вольтметра. Считанный.результат помещается в отдельную область ОЗУ программного блока 8.

При контроле уров ня пульсаций к входу вольтметра подключается через БК 5 выход блока 4 преобразователей. Остсшьные операции производятся аналогично изложенному. Результат измерений также размещается в ОЗУ программного блока 8.

По окончании измерения всех параметров контролируемого Ш программный блок 8 обращается вновь к таймеру 9 и загружает канал отсчета времени для данного ИП. Число, загружаемое в данный канал, обеспечивает отсчет времени до следующей проверки параметров соответствующего Ш в соответствии с программой его испытаний, заложенной в ПЗУ блока 8. По окончании отсчета времени до следу0

5

0

5

ющей проверки многоканальный таймер 9 вырабатывает сигнал, который поступает на вход программного блока 8 и инициирует следующую проверку ИП,

По окончании контроля параметров ИП полученные, значения обрабатываются микропроцессором и выдается информация об исправности контролируемого

Последующей проверкой является проверка параметров внутренних ИП 2, предназначенных для питания каждого из УКм 3. Измерение параметров ИП 2 производится таким же образом и в той же последовательности, что и измерение параметров контролируемых ИП Только параметры ИП 2 известны до из

ИП. Кроме того, как полученная инфор- Q мерения и по результатам их измере30

мация, так и результаты обработки измерительной информации передаются в КОП 11, к которому может подключаться ЭВМ более высокого уровня для анализа и обработки получаемых ре- 15 зультатов и их статистической обработке.

Один из каналов измерения времени многоканального таймера 9 отсчитывает время между проверками работоспособ- 20 кости комплекса в режиме самодиагностики. При получении прерывания от данного капала -многоканального таймера 9 программный блок 8 переходит к работе по подпрограмме Самодиаг- 25 ностика. При работе по этой подпрог- .рамме первоначально производится контроль ухода нуля работающего в данное время цифрового вольтметра 6 или 7..Дпя этого программньй блок 8 передает в БК 5 команду,.предписыва ющую создание короткого замыкания, например, на входе вольтметра 6. Затем программный блок 8 передает в блок 10 сопряжения с вольтметром команду, предписывающую вольтметру 6 измерение постоянного напряжения.

По сигналу нулевого уровня на своем первом входе программный блок 8 считывает результат измерения и вычисляет уход нуля вольтметра.

Следующей проверкой является проверка исправности измерительной магистрали от входа вольтметра 6 или 7 до каждого из УКм 3. Для этого в первое из УКм передается команда,, предписывающая подключение входа вольтметра 6 к измерительной магистрали, после чего в блок 10 сопряжения с вольтметром передается команда, предписывающая вольтметру 6 измерение 0 электрического сопротивления. По сигналу нулевого уровня на своем первом входе программный блок 8 считывает результат измерения и помещает его .в свое ОЗУ.55

Аналогично псовеояют испоавность измерительной магистрали- 13 от

вольтметра 6 до всех УКм 3, входящих . в устройство.

35

40

45

НИИ делаются выводы о работоспособности устройства в целом, Результаты проверки по подпрограмме Самодиагностика также передаются в КОП 11. Если результаты проверки по данной программе показывают, что работоспособность устройства не удовлетворяет предъявленным к ней требованиям, то производятся необходимые восстано витедьные работы, К таким работам относятся регулировка ухода нуля вольтметров 6 или 7, замена и ремон кабельных соединений, замена УКм 3,

УКм 3 работает следующим образом.

Команды программного блока 8 поступают посредством шины 12 устройства одновременно йо все КК 5 Дешифратор 17 адреса постоянно сравнивает код на адресных линиях пшны 12 устройства с номером, присвоенным КК 15, в состав которого входит дешифратор 17, При совпа дении адреса с номером КК 15 на первом выходе дешифратора вырабатываетс код, который управляет ШФ 16. Если команда предписывает запись данных в регистр 18 команд, то ШФ 16 передает код команды с линий данных шины 12 устройства на информационный вход регистра 18 команд. Одновременно сигналом, вырабатываемым на втором выходе дешифратора 17, этот код фиксируется в регистре 18 команд. Выходной код регистра 18 может быть передан с его второго выхода через ШФ 16 в шину 12 устройства для контроля записи команды. Наличие сигнала О на первом выходе регистра 18 команд характеризует подключение данных КК 15 к первому выходу УКм 3, т.е. к измерительной магистрали 13, а также создание короткого замыкания на этом выходе.

При наличии сигнала О на своем- первом входе (входе V) дешифратор 19 команд преобразует двоичный код с второго выхода .регистра 18 команд в унитарный позиционньш код. Этот код управляет работой коммутатора 21 и

Последующей проверкой является проверка параметров внутренних ИП 2, предназначенных для питания каждого из УКм 3. Измерение параметров ИП 2 производится таким же образом и в той же последовательности, что и измерение параметров контролируемых ИП. Только параметры ИП 2 известны до измерения и по результатам их измере0

5

0 5

5

0

5

НИИ делаются выводы о работоспособности устройства в целом, Результаты проверки по подпрограмме Самодиагностика также передаются в КОП 11. Если результаты проверки по данной программе показывают, что работоспособность устройства не удовлетворяет предъявленным к ней требованиям, то производятся необходимые восстано- витедьные работы, К таким работам относятся регулировка ухода нуля вольтметров 6 или 7, замена и ремонт кабельных соединений, замена УКм 3,

УКм 3 работает следующим образом.

Команды программного блока 8 поступают посредством шины 12 устройства одновременно йо все КК 5. Дешифратор 17 адреса постоянно сравнивает код на адресных линиях пшны 12 устройства с номером, присвоенным КК 15, в состав которого входит дешифратор 17, При совпа дении адреса с номером КК 15 на первом выходе дешифратора вырабатывается код, который управляет ШФ 16. Если команда предписывает запись данных в регистр 18 команд, то ШФ 16 передает код команды с линий данных шины 12 устройства на информационный вход регистра 18 команд. Одновременно сигналом, вырабатываемым на втором выходе дешифратора 17, этот код фиксируется в регистре 18 команд. Выходной код регистра 18 может быть передан с его второго выхода через ШФ 16 в шину 12 устройства для контроля записи команды. Наличие сигнала О на первом выходе регистра 18 команд характеризует подключение данных КК 15 к первому выходу УКм 3, т.е. к измерительной магистрали 13, а также создание короткого замыкания на этом выходе.

При наличии сигнала О на своем- первом входе (входе V) дешифратор 19 команд преобразует двоичный код с второго выхода .регистра 18 команд в унитарный позиционньш код. Этот код управляет работой коммутатора 21 и

блока 22 короткого замыкания, гарантируя подключение в любой момент времени в данном КК 15 к его первому выходу (измерительной магистрали 13) только одного выхода ИП или создание короткого замыкания на двухпроводной линии, по которой передаются контролируемые параметры каналов ИП. Подключение того или иного канала индицируется схемой 20 индикации.

Сигналом О на первом выходе регистра команд 18 устанавливается также сигнал О на втором выходе данного КК 15, т.е. в линии 14 блокировки устройства. Сигналы в этой линии запрещают включение коммутатора 21 других КК 15 данного УКм, а также всех коммутаторов других УКм при включении коммутатора 21 какого- либо КК 15. На выходе элемента 2И-НЕ 26 схемы 23 блокировки КК 15, в котором включился коммутатор 21 и сформировался О на его втором выходе, т.е. на линии 14 блокировки устройства, продолжает оставаться исходный уровень 1, который разрешает запись в регистр 18 команд управления коммутатором 21. В КК 15 данного УКм, не являющемся инициатором нулевого сигнала на своем втором выходе, при поступлении этого сигнала извне вырабатывается нулевой сигнал на выходе схемы 23 блокировки. Этим сигналом по входу установки в О (вход R) в регистр 18 команд запрещается запись команд, а значит и работа коммутатора 21, Поскольку в данном устройстве вторые выходы УКм 3 объединены вместе, т.е. подключены к линии 14 блокировки, то запрещается запись команд и во все другие УКм 3, а значит и срабатывание в них коммутаторов 21 и блоков 22.

Формула изобретен-и я

I, Устройство для автоматизированного контроля источников питания.

ром, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и достоверности контроля, в него введены второй цифровой вольтметр, мно- . гоканальный таймер,К узлов коммута - ции, К источников питания, первые выходы узлов коммутации объединены между собой и соединены с информа10 ционным входом блока преобразовате- ; лей и с вторым входом блока коммутации, вторые выходы узлов коммутации соединены между собой, причем источ- , НИКИ питания соединены с соответст15 вующими информационными входами соответствующих узлов коммутации, второй выход блока коммутации соединен с первым входом второго цифровогс вольт- метра, второй вход которого соединен

20 с первым выходом блока сопряжения с вольтметром, выход - с вторым входом блока сопряжения с вольтметром, второй выход которого соединен с вторым входом первого цифрового вольтметра,

25 третий и четвертый выходы соединены соответственно с первым и вторым входами программного блока, третий вход которого соединен с выходом многоканального таймера, выход - с

30 входом многоканального таймера, первый вход-выход соединен с выходом устройства, а второй вход-выход программного блока посредством шины устройства соединен с входами-выходами

35 многоканального таймера, блока сопряжения с вольтметром, блока коммутации, блока преобразователей и узлов коммутации, каждый из которых имеет N выводов, клеммы для подклю40 Чения контролируемых источников питания .

45 коммутации, каждьш из которых состоит из шинного формирователя, дешифратора адреса, регистра команд, дешифратора команд, схемы индикации, коммутатора, блока короткого замыкания, содержащее программный блок, блок со- gg схемы блокировки, содержащей повтори- пряжёния с вольтметром, первый цифро- тель с открытым .коллектором, инвер- вой вольтметр, блок преобразователей, тор, логический элемент 2И-НЕ, пер- блок коммутации, первый выход которо- вым входом соединенный с входом пов- го соединен с первым входом первого торителя с открытым коллектором, вхо- цифрового вольтметра, первый вход со- gg дом управления дешифратора команд единен с первым выходом блока пре- и первым выходом регистра команд, образователей, выход первого цифро- вторым входом - с выходом инверто- вого вольтметра соединен с первым ра, выходом - с входом обнуления входом блока сопряжения с вольтмет- регистра команд, информационный вход

ром, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и достоверности контроля, в него введены второй цифровой вольтметр, мно- . гоканальный таймер,К узлов коммута - ции, К источников питания, первые выходы узлов коммутации объединены между собой и соединены с информационным входом блока преобразовате- лей и с вторым входом блока коммутации, вторые выходы узлов коммутации соединены между собой, причем источ- , НИКИ питания соединены с соответствующими информационными входами соответствующих узлов коммутации, второй выход блока коммутации соединен с первым входом второго цифровогс вольт- метра, второй вход которого соединен

с первым выходом блока сопряжения с вольтметром, выход - с вторым входом блока сопряжения с вольтметром, второй выход которого соединен с вторым входом первого цифрового вольтметра,

третий и четвертый выходы соединены соответственно с первым и вторым входами программного блока, третий вход которого соединен с выходом многоканального таймера, выход - с

входом многоканального таймера, первый вход-выход соединен с выходом устройства, а второй вход-выход программного блока посредством шины устройства соединен с входами-выходами

многоканального таймера, блока сопряжения с вольтметром, блока коммутации, блока преобразователей и узлов коммутации, каждый из которых имеет N выводов, клеммы для подклюЧения контролируемых источников питания .

коммутации, каждьш из которых состоит из шинного формирователя, дешифратора адреса, регистра команд, дешифратора команд, схемы индикации, комкоторого соединен с выходом шинного формирователя, второй выход - с входом схемы индикации, информационным входом дешифратора команд и входом шинного формирователя, вход управления которого соединен с первым выходом дешифратора адреса, .второй выход которого соединен с тактовым входом

рыми выходами каналов коммутации, первый выход канала коммутации соединен с выходами блока короткого замыкания и коммутатора, вход управ ления которого соединен с первым вы ходом дешифратора команд, второй вы ход которого соединен с входом блок короткого замыкания, причем -информа

регистра команд, вход дешифратора ад-щ ционный вход коммутатора соединен с реса объединен с входом-выходом шин- . информационным входом канала коммутации, а соединенные вместе вход инвертора и выход повторителя с открытым коллектором соединены с вторьм выходом канала коммутации .

ного формирователя и соединен с входом-выходом всех каналов коммутации, первый выход узла коммутации соединен с первыми выходами каналов коммутации, второй выход соединен с вто15

рыми выходами каналов коммутации, первый выход канала коммутации соединен с выходами блока короткого замыкания и коммутатора, вход управления которого соединен с первым выходом дешифратора команд, второй выход которого соединен с входом блока короткого замыкания, причем -информационный вход коммутатора соединен с информационным входом канала коммутации, а соединенные вместе вход инвертора и выход повторителя с открытым коллектором соединены с вторьм выходом канала коммутации .