Устройство для ввода аналоговой информации Советский патент 1989 года по МПК G06F3/05 

1

(21)4131421/24-24

(22)20.06.86

(46) 07.11.89. Бюл. № 41

(71)Харьковский институт радиоэлектроники им. акад.М.К.Янгеля

(72)З.В. Ивановская, Д.К. Михнов, А.Ю. Сергеев и А.В. Канов

(53)681.32(088.8)

(56)Логическая компоновка систем I на базе процессора М-6000 АСВТ-Мо

Руководящий технический материал, Северодонецк, t972, с. 79-90.

Авторское свидетельство СССР № 1128241, кл. G 06 F 3/04.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА АНАЛОГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

(57)Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами для ввода в ЭВМ информации от большого количества датчиков. Целью изобретения является увеличение пропускной способности устройства в условиях отказа отдельных блоков. Устройство содержит блок управления, три блока коммутации, блок переключателей, блок ключей, группу аналого- цифровых преобразователей и группу усилителей. Для достижения цели

ЭВМ с помсяцью устройства для ввода

аналоговой информации осуществляет диагностику всех каналов информации и основных блоков устройства. В случае исправности всех каналов ЭВМ начинает подключать для опроса информационные входы устройства по количеству имеющихся каналов п. В случае определения неисправности в одном из каналов обработки ЭВМ начинает подключать для опроса по п-1 информационных входов по оставшимся в наличии исправным каналам, при отказе двух каналов ЭВМ ведет обработку информации по п-2 оставшимся каналам. В процессе диагностики ЭВМ выясняет, какой блок, нормирующий усилитель или АЦП в каком из каналов отказал. В случае отказа одного из каналов по нормирующему усилителю, а любого другого по аналого-цифровому преобразователю устройство не исключает из работы оба эти канала, а перекоммутирует обрабатьшаемые сигналы так, что сигнал после обработки в нормирующем усилителе канала, в котором вьппел из строя аналого-цифровой преобразователь, попадает на обработку в канал, в котором отказал нормирующий усилитель, но остался исправным аналого-цифровой преобразователь 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

(Л

СП ГО

о

СП

Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами для ввода в ЭВМ информации от большого количества датчиков. Целью изобретения является увеличение пропускной способности устройства в условиях отказа отдельных блоков. Устройство содержит блок управления, три блока коммутации, блок переключателей, блок ключей, группу аналого-цифровых преобразователей и группу усилителей. Для достижения цели ЭВМ с помощью устройства для ввода аналоговой информации осуществляет диагностику всех каналов информации и основных блоков устройства. В случае исправности всех каналов ЭВМ начинает подключать для опроса информационные входы устройства по количеству имеющихся каналов N. В случае определения неисправности в одном из каналов обработки ЭВМ начинает подключать для опроса по N -1 информационных входов по оставшимся в наличии исправным каналам, при отказе двух каналов ЭВМ ведет обработку информации по N -2 оставшимся каналам. В процессе диагностики ЭВМ выясняет, какой блок, нормирующий усилитель или АЦП в каком из каналов отказал. В случае отказа одного из каналов по нормирующему усилителю, а любого другого по аналого-цифровому преобразователю устройство не исключает из работы оба эти канала, а перекоммутирует обрабатываемые сигналы так, что сигнал после обработки в нормирующем усилителе канала, в котором вышел из строя аналого-цифровой преобразователь, попадает на обработку в канал, в котором отказал нормирующий усилитель, но остался исправным аналого-цифровой преобразователь.

, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами для ввода в ЭВМ информации от большего количества датчиков.

Цель изобретения - увеличение пропускной способности устройства в условиях отказа отдельных блоков.

На фиг о 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 функциональная схема третьего блока коммутации; на фиг 3 - функциональная схема блока управления. .

Устройство содержит (фиг. 1) блок t управления, первый блок 2 коммута дни, блок 3 переключателей, второй блок 4 коммутации, группу нормирую- 1ЦИХ усилителей 5, блок 6 ключей, группу аналого-цифровых преобразователей 7, третий блок 8 коммутации.

Дополнительно на фиг. t показан блок 9 источников эталонных сигналов.

Третий блок коммутации содержит (фиго 2) первую 10 и вторило 11 группы реле с контактами 12-23. Блок .управления содержит {фиг. 3) первую 24 и вторую 25 группы усилителей, первьй элемент ИЛИ 26, первый элемент И 27, первьй элемент НЕ 28, второй элемент ШШ 29, второй 30, третий 31, четвертый 32, пятый 33s шестой 34 и седьмой 35 элементы И, второй элемент НЕ 36 и регистр 37,

Сигналами с ЭВМ и при помощи источников эталонных сигналов производится диагностика всех каналоё и основных отдельных блоков устройства. В случае исправности всех каналов устройства ЭВМ начинает подюда чать для опроса информационные входы устройства по количеству имеющихся каналов п, в о.ае определения неисправности в одном из каналов обработки ЭВМ начинает подключать для опроса по (п-1) инфорйационных входов по оставшшся в наличии исправным каналам, при отказе двух ка- йалов ЭВМ ведет обработку информации по (п-2) оставшимся каналам. В процессе диагностики ЭВМ аыясняет, какой блок, нормирзпощкй усилитель или АЦП в каком из каналов отказал. В случае отказа одного из каналов по нормирунщему усилителю, а любого другого по аналого-цифровому преобразователю устройство не исключает из работы оба эти канала, а перекогда у- тирует обрабатьшаемые сигналы таким образом, что сигнал после обработкн в нормздрукщем усилителе канала, в котором вышел из строя аналого-цифровой преобразователь, попадает на обработку в канал, в котором отказал нормируювцт усилитель, но остал5205014

ся исправным аналого-цифровой преобразователь.

Устройство работает следующим образом „

Сигналами с ЭВМ через блок 3 к входам нормирующих усилителей (НУ) 5 подключаются эталонные источники блока 9 о ЭВМ, приняв с выходов АЦП 7 сигналы, сравнивает их с сигналами, записанными в ее памяти, В случав совпадения всех сигналов, что говорит об исправности всех каналов, ЭВМ через блок 2 подключает первые четыре датчика ко входам НУ 5„ Преобразование информации идет сразу во всех четырех каналах, по окончании которого ЭВМ принимает сигналы с вьБсодов АЦП 7 и подключает следующие четыре датчика и т.д. до окончания опроса..

5

20

0

5

0

В отказа одного из кана- йов, признаком чего служит несовпа5 дение .контрольного сигнала с сигналом, записанным в памяти, ЭВМ., определяет в каком из устройств канала произошел отказ о Для этого сигналом с ЭВМ поступающим на пятый вход блока 1 через буферные усилители 25; входы всех АЦП 7 отсоединяются от вьжодов блока 8, после чего проверяется работоспособность всех АЦП .по их собственным эталонньм сигна- I лам. После определения .неисправного устройства. ЭВМ запоминает состояние устройств и вырабатывает управляющие сигналы, по которым блок 1 выдает сигнал на срабатывание первой группы реле блока 3. Блок 3 подключает свои 7 и 10-й информационные входы к своему первому выходу, 5-, 8- и 11-й- входы к второму выходу, 6-, 9- и 12-й входы к третьему выходу, т.е. обеспечивается подключение к каждому вьшоду по гри- датчика, в зависимости от того, какое устройство отказало, блок 1 выдает-сигнал на соответствующее реле блока 4, при отказе, например, НУ первого канала соединяется

0 первый вход блока 4 с четвертым, его выходом. При отказе НУ второго канал а соединяется второй вход с третьим, а третий вход с четвертым выходами блока 4, При отказе НУ третьего,кана5 ла соединяется третий вход блока 4 с его четвертым выходом. При отказе НУ четвертого канала коммутация зуц-) дов блока 4 остается без изменений.

5

При отказе НУ двух любых каналов по сигналу с ЭВМ блок 1 управления включает соответствующее реле блока

3,соединяя соответствующие входы блока 3 с его первым и вторым выходами, Тс.е. обеспечивая одновременное подключение только двух датчико в зависимости от того в каких каналах отказали НУ, блок 1 управления включает соответствующие реле блока

4,соединяя его первый и второй вхо с соответствующими выходами, например при отказе первого и второго каналов соединяются первый вход блока с его четвертым выходом, а второй

вход - с третьим вьпсодом.

Если произошел отказ только АЦП и все НУ остались в работоспособном состоянии, а также если А1Щ отказал (отказали) в том (тех) канале, в котором отказал НУ, алгоритм работы устройства соответствует описанному (когда отказал только НУ).

i- . .

При отказе АЦП и НУ в разных каналах ЭВМ кроме действий, описанных и выполняемых в соответствии с отказавшими НУ, заносится в регистр 37 слова состояния блока 1 соответствующий код, т.е., обеспечивая передачу информации в блоке 8 таким образом, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность устройства. Например, при отказе НУ 5 в первом и втором каналах и отказе АЦП в третьем канале в регистр 37 записьюается код 10, который обеспечивает включение только первой группы реле 10 блока 8 При этом информация, снятая с третье го и четвертого исправных НУ, обрабатывается на первом и втором А1ТП соответственно. Таким образом, обеспечивается работоспособность устройства в ситуации когда известное устройство уже не работоспособно. Соответствие между входами и выходами блока 8 при различных значениях слова состояния имеет следующий вид.

Входы

Выходы

Блок 1 управления работает следующим образом.

0

5

0

0

5

Q

В завис1 гмости от номера отказавшего канала из ЭВМ поступает, сигнал.на один из первых четьфех входов блока при одном отказавшем канапе или на два входа из первых четьфех при двух отказавших каналах, при зтом номер входа, на который поступает сигнал, соответствует номеру отказавшего канала. Этот (эти) сигнал через.группу усилителей 24 блока 1 поступает на соответствующие реле блока 4, этот же сигнал через элемент ИЛИ 26 и первый элемент И 21 при отказе одного канала поступает в блок 3, включая первую группу реле. При поступлении от ЭВМ двух сигналов (отказ двух каналов) на выходе одного из элементов И 30-35 появляется сигнал, который через элемент ИПИ 29 поступает в блок 3, включая вторую группу реле. Одновременно сигнал с выхода элемента ИЛИ 29 через первьй элемент НЕ 28 запрещает прохождение сигнала на вход блока 3 через элемент И-27. По пятому входу блока 1 от ЭВМ поступает сигнал, которьш через группу усилителей 25 отключает выходы всех НУ от входов АЦП. По спаду сигнала, приходящего на пятьй вход блока 1 и проходящего через второй элемент НЕ 36, происходит запись слова состояния, предварительно устанавливаемого ЭВМ на шестом и седьмом вхо- г дах блока 1,в регистр 37. Код,сохраняющийся в регистре 37 до очередной диагностики АЦП, поступает на вход блока 8 коммутации, включая первую 10 и вторую 11 группы реле таким образом, чтобы обеспечить соединение выходов НУ с входами АЦП в зависимости от результатов диагностики.

Блок 6 ключей представляет собой набор из 4 не связанных между собой реле с нормально замкнутыми контактами.

Блок источников эталонных сигналов представляет собой набор источников эталонных сигналов с неизменяемой величиной. В простейшем случае это резистивный делитель напряжения с отводами в нескольких точках. Причем максимальная величина напряжения, снимаемого с делителя, должна соответствовать максимальной величине.напряжения, вырабатываемой на выходе используемых датчиков. НУ должны преобразовьшать диапазон на-

5

0

5

пряжений на выходе датчиков и диапазо напряжений обрабатываемых АЦП. Это могут быть усилители с линейной передаточной характеристикой.

Формула изобретения

1 о Устройство для ввода аналоговой информации, содержащее блок управле- ния, первый и второй блоки коммутации блок переключателей, блок ключей, группу нормирующих усилителей, группу аналого-цифровых преобразователей, информационные входы первого блока коммутации являются информационными входами устройства, его управлякщие входы являются управлякицими входами первой группы устройства, а выходы соединены с информационными входами первой группы блока переключателей, вторая группа информационных входов которого является входами эталонньпс сигналов устройства, выходы блока переключателей соединены с информационными входами ВТОРОГО блока коммутации, выходы KOTopcjro соединены с входами группы нормирзтощих усилителей, входы блока управления являются управляющими входами второй группы устройства, выходы первой и второй групп блока управления соединены с входами управления блока переключателей и второго блока коммутации соответственно, выходы блока ключей соединены с входа.и аналого-цифровых преобразователей группы, выходы которых являются информационными выходами устройства, входы управления группы аналого-цифровых преобразователей, являются управляющими входами третьей группы устройства, отличаю- щ е ее я тем, что, с целью увеличения пропускной способности устройства в условиях отказа отдельных блоков, в него введен третий блок коммутации, информационные входы которого соединены с выходами группы нормирующих усилителей, выходы соединены с инфор- мационньв ш входами блока ключей, вы-

ходы третьей и четвертой групп блока управления соединены с входами управления третьего блока коммутации и блока ключей соответственно.

отли0

5

O 5 0 5 0 5 0

чающееся тем, что блок управления содержит регистр, две группы усилителей, два элемента ИЛИ, семь элементов И, два элемента НЕ, вход первого усилителя первой группы и первые входы второго, третьего и четвертого элементов И и первого элемента ИЛИ являются первым входом блока, вход второго усилителя первой группы, вторые входы первого элемента ИЛИ и второго элемента И, первые входы пятого и шестого элементов И являются вторым входом блока, вход третьего усилителя первой группы, третий вход первого элемента ИЛИ и вторые входы третьего, пятого и седьмого элементов И являются третьим входом блока, вход четвертого усилителя первой группы, четвертый вход первого элемента ИЛИ, вторые входы четвертого и шестого элементов-И и первый вход седьмого элемента И являются четвертым входом блока, входы усилителей второй группы и вход второго элемента НЕ являются пятьм входом блока, nepBbrii и второй информационные входы регистра являются соответственно шестым и седьмым входами блока, выходы усилителей первой и второй групп являются выходами соответственно второй и четвертой групп блока, выходы регистра являются выходами третьей группы блока/ выходы элементов И с второго по седьмой соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого через первый элемент НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выходы первого элемента И и второго элемента ИЛИ являются выходами первой группы блока, вход синхронизации регистра соединен с выходом второго элемента НЕ.

Т Т т т т

-к

Т f

Фиг.2

Фиг.З