Многоканальное устройство для ввода-вывода информации Советский патент 1990 года по МПК G06F3/00 

СП

о ю

00

со оо

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к програмному управлению технологическим оборудованием. Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит блоки 3 и 4 гальванической развязки, индикатор 6, элементы И 2, 11, 12, плавкий предохранитель 5, мажоритарный элемент 13, элемент И-НЕ 9, элемент задержки 10, блок 8 сложения по модулю два, триггер 7. Изобретение позволяет повысить надежность устройства путем его упрощения и защиты от короткого замыкания нагрузки. 2 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к программному управлению технологическим оборудованием, и может быть использовано в программируемых контроллерах,

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Устройство (фиг. 1) содержит каналы 1 по числу разрядов информационного входа и в каждом канале 1 первый элемент И 2, первый 3 и второй А блоки гальванической развязки, плавкий предохранитель 5 и индикатор 6, выход первого блока 3 гальванической развязки через плавкий предохранитель 5 соединен с входом-выходом канала 1, который через индикатор 6 .подключен к входу второго блока 4 гальванической развязки, выход кототриггера 7, выход которого соединен выходом ошибки устройства.

Устройство работает следующий об

разом.

Устройство позволяет использоват любой вход-выход канала 1 либо в ка честве внешнего входа устройства, л бо выхода. Если вход-выход канала 1

д используется в качестве входа, то

между ним и положительным потенциал сети постоянного напряжения подключ ют элементы автоматики (например, к нечные выключатели, кнопки у-правлен

15 датчики и т.п.). Если вход-выход ка нала 1 используется в качестве выхо да, то элементы автоматики (наприме катушки реле, электромагниты и т.п. подключаются между ними и отрицател

20 ным потенциалом сети постоянного на ряжения.

Первоначально за счет установки на разрядах информационного входа устройства сигналов логического О

30

рого соединен с первым входом первого 25 и подачи сигнала логической 1 на элемента И 2 и соответствующим разрядом выхода устройства. Кроме того, устройство содержит триггер 7, блок 8 сложения по модулю два, элемент И-НЕ 9, элемент 10 задержки и в каждом канале .второй 11 и третий 12 элементы И и мажоритарный элемент 13, выход которого соединен с входом первого блока 3 гальванической развязки, .вторым входом первого элемента И 2 Своего канала 1 и соответствующим разрядом парвой группы входов блока 8 сложения по модулю два, выход которого соединен с информационным входом tpnrrepa 7 и первым входом элемента Q И-НЕ 9, выход которого соединен с первыми входами третьих элементов И 12 каждого канала, выход первого элемента и 2 канала подключен к первому входу мажоритарного элемента 13 своего канала и соответствующему разряду второй группы входов блока 8 сложения по модулю два5 каждый разряд информационного входа подключен к вторым входам второго П и третьего 12 эле- ментов И своего канала 1, выходы которых соединены с вторым и третьим входами мажоритарного элемента 13, синхровход устройства подключен к первому входу второго 1 и третьему входу третьего 12 элементов И каждого канала 1 и входу .элемента 10 задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ 9 и синхровходом

45

50

55

синхровход устройства обнуляются вы ходы мажоритарных элементов 13 в ка налах 1. Состояние выхода мажоритар ного элемента 13, соответствующее состоянию входа внешнего входа-выхо да канала 1, должно поддерживаться на уровне, соответствующем логическ 1, поэтому фототранзистор блока 3 гальванической разв язки, соответствующий входу, отключен. В этом режи ме работы канала цепь фиксаций ошиб . ки блокируется элементом И 2 за сче подачи сигнала логического О с вы хода мажоритарного элемента 13. При этом с Указанного канала на входы блока 8 поступают одинаковые сигнал логического О. Это препятствует формированию сигнала ошибки на выхо блока 8 при любом значении входного сигнала на входе-выходе канала, пос тупающего -через блок 4 гальваническ развязки на выход устройства.

В режиме использования канала ка выходного при его нормальной работе сигналы на выходе элемента И 2 и ма жоритарного элемента 13 всегда один ковы. Поэтому блок 8 сложения по мо дулю два не вырабатывает сигналов ошибки. На выходе последнего могут появляться кратковременные сигналы помехи при изменении состояния кана за счет переходных процессов в узла устройства. Однако эти сигналы не воспринимаются за счет стробировани

триггера 7, выход которого соединен с выходом ошибки устройства.

Устройство работает следующий образом.

Устройство позволяет использовать любой вход-выход канала 1 либо в качестве внешнего входа устройства, либо выхода. Если вход-выход канала 1

используется в качестве входа, то

между ним и положительным потенциалом сети постоянного напряжения подключают элементы автоматики (например, конечные выключатели, кнопки у-правления,

5 датчики и т.п.). Если вход-выход канала 1 используется в качестве выхода, то элементы автоматики (например, катушки реле, электромагниты и т.п.) подключаются между ними и отрицатель0 ным потенциалом сети постоянного напряжения.

Первоначально за счет установки на разрядах информационного входа устройства сигналов логического О

0

5 и подачи сигнала логической 1 на Q

5

0

55

синхровход устройства обнуляются выходы мажоритарных элементов 13 в каналах 1. Состояние выхода мажоритарного элемента 13, соответствующее состоянию входа внешнего входа-выхода канала 1, должно поддерживаться на уровне, соответствующем логической 1, поэтому фототранзистор блока 3 гальванической разв язки, соответствующий входу, отключен. В этом режиме работы канала цепь фиксаций ошиб- . ки блокируется элементом И 2 за счет подачи сигнала логического О с выхода мажоритарного элемента 13. При этом с Указанного канала на входы блока 8 поступают одинаковые сигналы логического О. Это препятствует формированию сигнала ошибки на выходе блока 8 при любом значении входного сигнала на входе-выходе канала, пос- тупающего -через блок 4 гальванической развязки на выход устройства.

В режиме использования канала как выходного при его нормальной работе сигналы на выходе элемента И 2 и мажоритарного элемента 13 всегда одинаковы. Поэтому блок 8 сложения по модулю два не вырабатывает сигналов ошибки. На выходе последнего могут появляться кратковременные сигналы помехи при изменении состояния канала за счет переходных процессов в узлах устройства. Однако эти сигналы не воспринимаются за счет стробирования

элемента И-НЕ 9 и триггера 7, задержанным на время переходных процессов уровнем сигнала, подаваемого на синх- ровход устройства. Задержка обеспечивается элементом 10 задержки, при этом последний пропускает уровень нуля со своего входа без задержки.

В случае отказа при коротком замыкании в нагрузке или перегорании плавкого предохранителя 5 за счет появления на двух входах мажоритарного элемента 13 сигналов логического О последний отключается. Таким образом, выходной транзистор блока 3 гальванической развязки не успевает выйти из строя. При попытке включения дефектного канала на выходах мажоритарного элемента 13 и элемента И 2 появляются противофазные сигналы.

После срабатывания элемента 10 задержки (фиг. 2) по переднему фронту сигнала ошибки с выхода блока 8 устанавливается триггер 7, возбуждая выход ошибки устройства, а мажоритарный элемент 13 сигналом с выхода элемента И-НЕ 9 - в состояние О. При этом выходной транзистор блока 3 гальванической развязки также не успевает выйти из строя, так как длительность задержки элемента 10 достаточно мала. После устранения неисправности и инициализации очередной записи в устройство триггер 7 сбрасывается.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для ввода-вывода информации, содержащее в каждом канале первый элемент И, первый и второй блоки гальванической развязки, плавкий предохранитель, индикатор, выход первого блока гальва-

0

0

нической развязки через плавкий предохранитель соединен с входом индикатора и является входом-выходом устройства, выход индикатора соединен с входом второго блока гальванической развязки, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и является соответствующим выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены триггер, блок сложения по модулю два, элемент И-НЕ, элемент задержки и в c каждый канал второй-и третий элементы И, мажоритарный элемент, выход которого соединен с входом первого блока гальванической развязки, вторым входом первого элемента И данного канала и соответствующим входом первой группы блока сложения по модулю два, выход которого- соединен с информационным входом триггера и первым входом элемента И-НЕ, выход которого соеди- ,нен с первыми входами третьих элемен- |тов И каждого канала, выход первого | элемента И канала подключен к первому входу мажоритарного элемента данного s канала и соответствующему входу второй группы блока сложения по модулю два, вторые входы второго и третьего (Элементов И объединены и являются соответствующим информационным входом устройства, выходы второго и третьего элементов И подключены к второму и третьему входам мажоритарного элемента, вход элемента задержки соединен с первыми входами вторых и третьими входами третьих элементов И и является синхровходом устройства, выход элемента задержки соединен с вторым входом элемента И-НЕ и синхровходом триггера, выход которого является выводом ошибки устройства.

5

0

5

0

ZJtVJfloc

cmpoS

в

с JJ

JV

Фиг, 2