Устройство для управления процессом передачи сигналов управления в иерархической автоматизированной системе управления Советский патент 1989 года по МПК G05B19/18 

Изобретение относится к автоматй- , зированным системам управления, в частности к системам для управления объектами различных уровней иерархии в сложной АСУ.

Цель изобретения - повышение надежности функционирования устройства за счет исключения возможности несанкционированных действий.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - схема формирователя временных сигналов; на фиг.З - схема первого блока отображения информации; на фиг. 4 - схема селекто- ipa; на фиг. 5 - схема второго блока ,отображения информации.

Устройство содержит первую группу регистров 1-3, генератор 4 импульсов, первую 5, вторую 6, третью 7, четвертую 8 и пятую 9 группы элементов И, первый 10, второй 11 и третий 1 2 регистры, первьш 13, второй 14, третий 15, четвертьй 16 и пятый 17 дешифраторы, первый 18, второй 19 и третий 20 триггеры, первый 21 и второй 22 элементы И, первьй 23 и второй 24 элементы ИЛИ, первую 25 и вторую 26 группы элементов ИЛИ, счетчик 27, делитель 28 частоты, первую 29 и вторую 30 группы триггеров, iусилитель 31, формирователь 32 временных сигналов, первый 33 и второй

сл

1чЭ

СП

СП)

г

го

315

34 блоки отображения, группу селекторов 35, элемент 36 задержки, шифратор 37, блок 38 памяти, четвертый 39 и пятый АО регистры, компаратор А1, третью группу элементов ИЛИ А2, третий элемент ИЛИ 43, четвертый триггер 44, первую 45 и вторую 46 группы информационных входов, первый 47 управляюп91й вход, третью 48 группу информационных входов, второй 49 управляющий вход, четвертую 50, пятую 51 и шестую 52 группы информационных входов и группу информационных выходов 53.

Формирователь 32 временных сигналов включает в себя группу триггеров 54, триггер 55, первуто 56 и вторую 57 группы элементов И, группу 58 счетчиков, первый счетчик 59, группу 60 элементов ИЛИ,.группу 61 элементов НЕ, дешифратор 62 и второй счетчик 63

Первый блок 33 отображения информации состоит из индикатора 64, группы триггеров 65, группы элементов 66 задержки, группы 67 элементов И и группы дифференцирующих элементов 68,

Селектор 35 содержит первую 69 и вторую 70 группы элементов И, группу

Переданное сообщение поступает на группу входов 45 устройства на всех объектах управления сие темы.) С входа 45 данное сообщение записывается в регистр 10, Код номера управляющего

71 инверторов и группу 72 усилителей. 30 объекта, входящий в код сообщения.

Второй блок 34 отображения информа- ;ции образуют четыре группы 73 тригге- ; ров, четыре группы 74 дифференцирующих элементов, четыре группы 75 элементов задержки и индикатор 76,

. Работа устройства рассматривается совместно с аналогичными устройствами всех объектов управления многоуровневой автоматизированной системы управления. Работа объектов управления 40 строго синхронизирована и к заданному моменту времени все узлы и элементы устройства установлены в исходное состояние.

Для исключения случаев несанкци- 45 онированных действий триггер 44 должен находиться в нулевом состоянии, низким потенциалом с его прямого выхода закрыты группа элементов И 8 и

расщифровывается в дешифраторе 13, которьй на одном из своих выходов, соответствующем номеру управляющего объекта, формирует высокий потенциал.

Код вида сообщения (в данном случае это сообщение вида Объект №... является управляющим) расшифровывается в дешифраторе 15, на одном из выходов которого, соответствующем виду сообщения, формируется высокий потенциал. Эти потенциалы поступают на соответствующие входы блока 33k отображения информации, открывая соответствующие элементы И 67. Импульсом с делителя частоты 28, поступающим на вход 33.3 блока 33 и через эле 11енты И 67 на установочные входы

элемент И 21, в результате блокирует- о соответствующих триггеров 65 группы.

18, устанавливая его в единичное состояние, этот же импульс поступает через соответствующие элементы ИЛИ 26

на возвратные входы триггеров 30. Кроме того, этот же импульс поступает на возвратный вход триггера 20, а также через соответствующие элементы ИЛИ 60 на нулевые входы триггеров 54 и на нулевой вход триггера 55 формирователя 32 времеиньк сигналов, устанавливая (подтверждая) указанные элементы в исходное состояние.

Высоким потенциалом с прямого выхода триггера 18 открываются элементы И 8 группы, а очередным импульсом делителя частоты 28 содержимое регистра 12, представляющее собой код сообщения Объект №... является управляющим, через элементы группы РШИ 25 и усилитель 31 вьщается на выход 53 устройства, в каналы связи для передачи всем остальным объектам управления системы.

Переданное сообщение поступает на группу входов 45 устройства на всех объектах управления сие темы.) С входа 45 данное сообщение записывается в регистр 10, Код номера управляющего

объекта, входящий в код сообщения.

расщифровывается в дешифраторе 13, которьй на одном из своих выходов, соответствующем номеру управляющего объекта, формирует высокий потенциал.

Код вида сообщения (в данном случае это сообщение вида Объект №... является управляющим) расшифровывается в дешифраторе 15, на одном из выходов которого, соответствующем виду сообщения, формируется высокий потенциал. Эти потенциалы поступают на соответствующие входы блока 33k отображения информации, открывая соответствующие элементы И 67. Импульсом с делителя частоты 28, поступающим на вход 33.3 блока 33 и через эле 11енты И 67 на установочные входы

Изобретение относится к автоматизированным системам управления, в частности к системам управления объектами различных уровней иерархии в сложных АСУ. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет исключения возможности несанкционированных действий. В устройство введены элемент задержки, шифратор, блок памяти, четвертый и пятый регистры, компаратор, третья группа элементов ИЛИ, третий элемент ИЛИ и четвертый триггер, связи между которыми позволяют исключить несанкционированные действия обслуживающего персонала. 5 ил.

ся возможность вьщачи сигналов управления с выходов 53.

Блокировка указанных цепей снимается путем установки триггера 4 в единичное состояние в соответствии с алгоритмом функционирования системы.

Сигнал управления в виде импульса запуска с входа 49 устройства поступает на установочньш вход триггера

5

последние устанавливаются в единичное состояние. Высокими потенциалами с прямых выходов триггеров 65, поступающими на индшсатор 64, зажигается транспарант Объект S .., является управляющим. Кроме того, выходные сигналы каждого из элементов И 67 через выходы 33.41-33.4 блока 33 поступают на вход элемента ИЛИ 43, а с его

выхода на сброс (подтверждение) в исходное состояние триггера 44 и регистра 39.

Импульс высокого потенциала образуется на выходе соответствующих дифференцирующих элементов 68 при постзшленин на их входы высокого потенциала с выходов соответствующих элементов 66 задержки, на которые, в СБОЮ очередь, поступает высокий потециал с выходов соответствующих триг геров 65, устанавливая их в исходное состояние. Причем время задержки сигнала элементами .66 равно времени пе- редачи сообщения по каналам связи.

Высокий потенциал на одном из выходов дешифратора 13, поступающий через элемент ИЛИ 23 и элемент 36 задержки на вход сброса регистра 10, устанавливает его в исходное состояние.

Процесс выдачи: сообщения Объект №... является управляющим с управлющего объекта периодически повторяет ся с интервалом времени, задаваемым делителем 28 частоты.

В случае принятия решения на управляющем объекте старщего звена управления о переводе одного или не- скольких объектов управления различных подсистем в децентрализованный режим управления на данном объекте с соответствующих входов 50 группы в регистры 1-3, соответствующие номера указанных объектов, поступают коды номеров тех объектов, которые должны перейти в децентрализованный режим управления.

Одновременно с этим с входов 51 группы устройства, соответствующих номерам данных объектов, на установочные входы соответствующих триггеров 29 группы поступают импульсы высокого потенциала, устанавливающие их в единичное состояние. Высокие потенциалы с триггеров 29 группы поступают на установочные входы соответствующих триггеров 54 группы формирователя 32 временных сигналов, ус такавливая их в единичное состояние.

Сигнал передачи управления на управляющем объекте с входа 47 устройства поступает на установочный вход триггера 19, устанавливая его в единичное состояние. Высоким потенциалом с прямого выхода триггера 19 открывается элемент И 21, разре- щая поступление импульсов с генератора 4 импульсов на счетный вход счетчика 27 (на управляющем объекте триггер 44 находится в единичном состоянии), С поступлением каждого импульса генератора -импульсов 4 в счетчик 27 на его выходе образуется определенная кодовая комбинация, поступающая в дешифратор 14. Определенной кодовой комбинации на входе дешифратора 14 соответствует высокий потенциал на одном из его выходов. Делитель 28 частоты осуществляет деление частоты импульсов генератора 4 таким образом, что периодичность формирования импульсов на его выходе равна периодичности формирования высокого потенциала на каждом из выходов дешифратора 14.

Высокий потенциал, сформированный на младшем разряде дешифратора 14,

поступает на вход сброса счетчика 27, на возвратные входы триггера 19 и триггеров 29, на сбросовые входы регистров 1-3, устанавливая указанные элементы в исходное состояние.

Переданное сообщение на каждом объекте управления поступает на вход 45 устройства и записывается в ре- гистр 10. Дешифрация кода номера объекта, которому передается управление, и кода вида сообщения Объекту № ... взять управление,его индикация на индикаторе 64 происходит аналогично приему сообщения вида Объект К ... является управляющим.

Если код номера объекта, которому передается управление, в регистре 10 равен коду,.хранящемуся в регистре 40, то компаратор вьфабатывает импульс, устанавливающий триггер 44 в единичное состояние, в котором он высоким потенциалом с единичного выхода разрешает работу элементов И 8 и 21.

Объекты управления, получившие сообщения на переход в децентрализованный режим управления, начинают трансляцию в каналы связи сообщения вида Объект К ... является управлящим в адрес управляющего объекта ысшего звена управления и подчиненых им объектов.

Для контроля работоспособности бъектов, управляющих в децентралиованном режиме, на управляющем объкте старшего звена управления осуествляется проверка поступления собщения вида Объект № ... является

управляющим от указанных объектов в каждом цикле.

Указанный контроль осуществляется следующим образом.

При поступлении данного вида сообщения с входа 45 в регистр 10 высоким потенциалом, сформированным на соответствующем виду сообщения выходе дешифратора 15, открывается группа элементов И 9, через которые код номера объекта, содержащийся в коде данного сообщения, поступает с выходов регистра 10 в дешифратор 16, на одном из выходов которого формируется высо- кий потенциал, поступающий на уста- новочньй вход соответствующего триггера 30 группы, устанавливая его в единичное состояние, и на соответствующий инвертору 61 Г элемент И 57 группы формирователя временрых сигналов 32. Импульсы с генератора импульсов А поступают на счетный вход счетчика 63, на выходе которого образуется определенная кодовая комби- нация, с поступлением которой в дешифратор 62 на соответствующем выходе последнего формируется высокий потенциал, поступающий через соответствующий элемент И 57 на вход сброса соответствующего счетчика 58 группы.

Этот процесс повторяется периодически в каждом цикле поступления сообщения Объект № ... является управляющим

Если в случае неожиданного (не- I предвиденного) выхода из строя управляющего децентрализованного объекта (объектов), от него не поступит на управляющий объект старшего звена управления сообщения вида Объект № ... является управляющим, то этот факт.в очередном цикле будет зафиксирован дешифратором 16, который на одном из своих выходов, соответствующем номеру вьш1едшего из строя объекта, сформирует нулевой потенциал; последний, поступив на соответствующий вход группы формирователя 32 временных сигналов, будет инвертирован соответствующим инвертором 61.

Высокий потенциал с выхода инвертора 61 поступает на соответствующий элемент И 56, открывая последний по одному из входов. Высокий потенциал, сформированный в данном цикле на соответствующем выходе дешифратора 62, через соответствующий элемент

5 0 0

5

о 5 Q

-

И 56 поступает на счетный вход соответствующего счетчика 58 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 62 по цепи сквозного переноса поступает на выход соответствующего счетчика 58.

Регистр 11 на каждом объекте управления хранит информацию с готовности соответствующих объектов к работе, которая поступает в него с входа 46 устройства.

Допустим, в первом разряде (левом крайнем) и последующих разрядах хранятся единицы, свидетельствующие о готовности соответствующих объектов взять управпекие на себя. В этом случае высокий потенциал первого разряда регистра 11 открывает соответствующий элемент И 70 соответствующего селектора 35 и после инвертирования соответствующим инвертором 71 закрывает соответствзпощий элемент И 69 по одному из входов. Тогда импульс сквозного переноса с соответствующего выхода формирователя 32 временных сигналов через элемент И 70 соответствующего селектора 35 поступает как на единичньй вход триггера 73 второго блока 34 отображения информации, устанавливая его в единичное состояние .

Высокий потенциал триггера 73 зажигает на индикаторе 76 транспарант Объекту N ... взять управление.

Импульс с выхода соответствующего селектора поступает на соответствующий вход шифратора 37, на остайць- ных входах которого нулевые потенциалы. Шифратор 37 формирует адрес, по которому из блока памяти 38 считывается и записывается в регистр 39 по импульсу с мпадшего разряда шифратора 37 код номера объекта, номер которого загорелся на индикаторе 76. Считанный код из реги- стра 39 через элементы ИЛИ 42 поступает на первые входы компаратора 41, которьш сравнивает коды регистров 39 и 40.

Если номер объекта, xpaни ый в регистре 40, совпадает с номером объекта в регистре 39, которому предпагнется взять управление, то компаратор вырабатьшает импульс, которьй поступает на установочньй вход триг- гера 44 и устанавливает его в единичное состояние, снимая блокировку с элементов И 8 и 21,

Высокий потенциал триггера 73 зажигает на индикаторе 76 транспарант Объекту К ... взять управление.

Если первый разряд регистра 11 имеет нулевое значение, что свидетельствует о неисправности соответствующего объекта, то элемент И 70 закрыт низким потенциалом, а соответствующий элемент И 69 открыт высоким потенциалом инвертора 71. В этом случае импульс сквозного переноса с выхода соответствующего счет- чика 58 формирователя временных сигналов 32 поступает в усилитель 72 селектора 35.

С выхода усилителя 72 усиленный ,импульс при наличии единицы в очеред ном разряде регистра 11 поступает на единичный вход соответствующего триггера 73 второго блока отображения информации 34, устанавливая его в единичное состояние.

Номер соответствз ющего объекта, указанньй на индикаторе 76,будет указанием: Объекту № ... взять управление. По этому сигналу объект, номер которого азан на индикаторе . 76, вьщает в к аналы связи сообщения вида Объект К ... является управляющим .

Количество введенных в устройство селекторов 35, элементов второго блока 34 отображения информации и . формирователя 32 временных сигналов, разрядов регистра 11 зависит от количества объектов старшего звена управления и объектов управления раз- личных подсистем. Одна цепь указанных элементов устройства обеспечивае контроль работоспособности данных объектов и назначение их управляющими. В случае принятия решения о переводе всех объектов системы в полный децентрализованный режим управляющий объект старшего звена управления, приняв от всех объектов подсистемы, которые управляют децентрализованно, сообщения вида Объект №... является управляющим, переходит в режим контроля работоспособности ука ванных объектов, прекращая трансля-

д

f5 20

25 30

,c

до 45 ,

5

цию в каналы связи сообщения указанного вида. Это происходит следующим образом. С выходов дешифратора 16, которые соответствуют номерам объектов управления подсистем, импульсы высокого потенциала поступают на установочные входы соответствукядих триггеров 30, устанавливая их в еди- ничное состояние. После того, как все триггеры 30 будут переведены в единичное состояние, на выходе элемента И 22 формируется высокий потенциал, поступающий через элемент ШШ 24 на возвратный вход триггера 18, переводя его в исходное состояние, чем запрещается вьщача в каналы связи содержимого регистра 12.

Контроль за работоспособностью объектов, управляющих децентрализованно, на управлякэдем объекте старшего уровня иерархии осуществляется аналогично описанному.

В-случае поступления сообщения Объект Jf .. . является управляющим от объекта равного уровня иерархии, но старшего по рангу, чем управляющий в данный момент времени объект этого уровня иерархии, последний пе- , реходит из управляющего режима в дежурный режим, прекратив управление объектами системы (подсистег м). При этом код сообщения, поступившего от старшего по рангу объекта с входа 45 устройства в регистр ,10, расшифровывается дешифратором 17, на выходе которого возбуждается высокий потен- циал, поступающий через элемент ИЛИ 24 на возвратный вход триггера 18, устанавливая его в исходное состояние и, следовательно, запрещая вьщачу Э каналы связи содержимого регистра 12. Этим же потенциалом устанавливаются в нулевое состояние триггеры 54 формирователя 32 временных сигналов, контроль за работоспособностью подчиненных объектов прекращается. Этот же потенциал поступает на установочный вход триггера 55, устанавливая его в единичное состояние, и на соответствующий элемент И 57 и инвертор 61 формирователя временных сигналов 32. При этом осуществляется контроль с использованием счетчика 59, соответствующих элементов И 56, селектора 35 и второго блока 34 отображения информации за работо- способностью управляющего в данный

момент объекта старшего звена управления.

Формула изобретения

Устройство для управления процессом передачи сигналов управления в иерархической автоматизированной системе управления по авт. св. № 1295369 отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет исключения возможности несанкционированных действий,. в него введены элемент задержки, шиф- ратор, блок памяти, четвертый и пятый регистры, компаратор, третья группа элементов ИЛИ, третий элемент ИЛИ и четвертый триггер, причем выход элемента задержки соединен с входом сброса первого регистра, а вход элемента задержки соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выходы группы селекторов соединены с соответствующими входами шифратора, выходы кото- рого соединены с адресными входами блока памяти, выходы которого соединены с информационными входами четвертого регистра, выходы которого соединены с первой группой информационных входов третьей группы элементов ИЛИ, вторая группа информационных входов которой соединена с первой группой информационных выходов первого регистра, информационные выходы группы первого блока отображения соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами сброса четвертого триггера и четвертого регистра, вход записи которого соединен с выходом младшего разряда шифратора, выходы третьей группы элементов ИЛИ соединены с первой группой информационных входов компаратора, вторая группа информационных входов которого соединена с выходами пятого регистра, информационные входы и вход записи которого являются шестой группой информационных входов устройства, выход компаратора соединен с установочным входом четвертого триггера, прямой выход которого соединен с входами первого элемента И и четвертой группы элементов И.

fiut,3

фиг.

Составитель А.Русов Редактор Л.Пчолинская Техред М.Дидык

фиг Л

Корректор М.Максимишинец