Устройство для регистрации команд в резервированной системе управления Советский патент 1991 года по МПК G01D9/00 H05K10/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для накопления командной информации и ее вывода на цифровую печать в форме, удобной для последующей оценки работоспособности системы управления.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет регистрации одновременно поступающих управляющих команд в резервированной системе.

.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для регистрации команд в резервированной системе управления; на фиг.- 2 - функциональная схема блока управления печатью.

Устройство (фиг. 1) содержит схемы 1 и 2 сравнения, элементы ИЛИ 3... 9, элементы И 10 и 11, генератор 12

импульсов, счетчики 13 и 14, блок 15 памяти, формирователь 16 кода времени, включающий генератор 17 импульсов, элемент И 18, счетчик 19 времени; регистр 20, формирователи 21...24 одиночных импульсов, триггеры 25...27, элемент 28 задержки, электронные ключи 29 и 30, коммутатор 31, переключатель 32, блок 33 управления печатью, цифропечатающий блок 34, группы информационных входов 35...37, вход 38 пуска.

Блок 33 управления печатью (фиг.2) содержит счетчик 39, генератор 40 импульсов, элемент И 41, триггер 42, переключатель 43, блоки 44-1...44-7 преобразования формата, счетчик 45, блок 46 памяти, блок 47 вычитания кодов, блок 48 сравнения кодов, схему 49 сравнения, элементы ИЛИ 50 и 51,

о со

00 ND

00 4

задатчик 52 кода пробела, коммутаторы 53...56, ключ 57 и элементы 58...60 задержки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии информация на его входах 35...37 отсутствует, элементы И 10 и 18 закрыты, ключи 30 и 31 разомкнуты, счетчики 13,14 и 19, регистр 20, триггеры 25...27 и все ячейки памяти блока 15 обнулены. На инверсном выходе эл И 11 сформирован электрический сигнал, соответствующий логической единице, который удерживает ключ 29 в открытом состоянии.

В блок 46 памяти блока 33 (фиг.2) введены данные эталонной циклограммы, его счетчики 39 и 45 также обнулены, элемент И 41 закрыт, ключ 57 разомкнут. Коммутаторы 53...56 установлены в положение, в котором на их выходы поступает информация с задат- чика 52 кода пробела.

Устройство запускается в работу одновременно с контролируемой системой управления подачей потенциального сигнала на вход 38. По этой команде открывается элемент И 18 блока 16, его счетчик 19 организует отсчет текущего времени, а программно-логические блоки контролируемой системы начинают синхронно вырабатывать управляющие воздействия в виде двоичных или двоично-десятичных кодов в той последовательности, которая необходима для обеспечения заданных режимов технологического процесса. Эта кодовая информация транслируется на входные шины 35...37 и перед считыванием в блок 15 памяти проверяется на идентичность, совмещение их передних фронтов и своевременность снятия управляющих кодов с тем, чтобы обеспечивался необходимый временной зазор перед реализацией следующей команды при большой частоте их следования.

Идентичность команд контролируется блоками 1 и 2 - при совпадении кодов , KOD2ZH KOD3 где z - порядковый номер команды, на выходах этих блоков появляются логические единицы, которые закрывают элемент

ние триггер 25 и записывают в регистр

10

15

20

25

30

35

40

45

50

20 код текущего времени ц, соответствующий моменту поступления этих команд.

Триггер 25 открывает элемент И 10 и счетчик 13 начинает заполняться импульсами напряжения, вырабатываемыми генератором 12. Счетчик имеет два рабочих выхода: временная установка первого из них является границей предельно допустимого разброса передних фронтов управляющих команд, а вторая - границей их максимально допустимой длительности, выбираемой исходя из наибольшей рабочей частоты их следования. При синхронном поступлении управляющих команд заданной длительности к моменту возбуждения импульсного сигнала на первом выходе счетчика 13 ключ 29 закрыт, и этот сигнал через элемент ИЛИ 3 транслируется только лишь на счетный вход счетчика 14, увеличивая его содержимое на единицу. Счетчик 14 коммутирует к информационным входам блока 15 ту группу ячеек памяти, в которую через интервал времени, равный настройке элемента 28 задержки и достаточный для прохождения переходных процессов в счетчике 14 и блоке 15, записываются управляющий код KODfzn код текущего времени t- из регистра 20.

Импульс напряжения, возбуждаемый на втором выходе счетчика 13, не изменяет состояния схемы, так как к этому моменту управляющие коды сняты, выход элемента ИЛИ 7 обесточен и ключ 30 закрыт. По заполнению счетчика 13 на его третьем выходе возбуждается импульс напряжения, по которому происходит его обнуление и возврат в исходное состояние триггера 25.

Таким образом, при синхронном формировании в контролируемой системе идентичных команд управления их запись в блок 15 осуществляется в виде одного информационного кода KOD12 и кода текущего времени tj. В два других раздела памяти вводится нулевая информация, так как дублирование записи кодов KOD2Z и 3Z не является обязательным.

Рассмотрим особенности записи коИ 11 и размыкают ключ 29. Одновремен- манд при обнаружении каких-либо сбоев

но элементы ИЛИ 4...6 через формиро-в работе контролируемой системы, ватели 21...23 импульсов и элемент I. Пропуск или искажение командИЛИ 8 переводят в единичное состоя- ной информации по одному или двум ка16332844

ние триггер 25 и записывают в регистр

0

5

0

5

0

5

0

5

0

20 код текущего времени ц, соответствующий моменту поступления этих команд.

Триггер 25 открывает элемент И 10 и счетчик 13 начинает заполняться импульсами напряжения, вырабатываемыми генератором 12. Счетчик имеет два рабочих выхода: временная установка первого из них является границей предельно допустимого разброса передних фронтов управляющих команд, а вторая - границей их максимально допустимой длительности, выбираемой исходя из наибольшей рабочей частоты их следования. При синхронном поступлении управляющих команд заданной длительности к моменту возбуждения импульсного сигнала на первом выходе счетчика 13 ключ 29 закрыт, и этот сигнал через элемент ИЛИ 3 транслируется только лишь на счетный вход счетчика 14, увеличивая его содержимое на единицу. Счетчик 14 коммутирует к информационным входам блока 15 ту группу ячеек памяти, в которую через интервал времени, равный настройке элемента 28 задержки и достаточный для прохождения переходных процессов в счетчике 14 и блоке 15, записываются управляющий код KODfzn код текущего времени t- из регистра 20.

Импульс напряжения, возбуждаемый на втором выходе счетчика 13, не изменяет состояния схемы, так как к этому моменту управляющие коды сняты, выход элемента ИЛИ 7 обесточен и ключ 30 закрыт. По заполнению счетчика 13 на его третьем выходе возбуждается импульс напряжения, по которому происходит его обнуление и возврат в исходное состояние триггера 25.

Таким образом, при синхронном формировании в контролируемой системе идентичных команд управления их запись в блок 15 осуществляется в виде одного информационного кода KOD12 и кода текущего времени tj. В два других раздела памяти вводится нулевая информация, так как дублирование записи кодов KOD2Z и 3Z не является обязательным.

Рассмотрим особенности записи ко51

налам управления. Устанавливается блоками 1 и 2: при любом несовпадении кодов KOD12,2zKnH 3Z, поступивших на их входы, они не выдают соответствующего сигнала на элемент И 11 оставляя открытым ключ 29. В этом случае импульс напряжения, возбуждаемый на первом выходе счетчика 13, устанавливает в единичное состояние триггер 26 и через элемент ИЛИ 9 замыкает ключи 31 - в блок 15 памяти считываются все три управляющих кода KOD1r,2z,3zn информация о времени их формирования. Сопоставляя численные значения этих кодов, можно определить по какому из каналов управления произошел сбой и в каком из его информационных разрядов.

II.Разновременность формирования управляющих кодов, превышающая допустимую норму. Если нарушается синхронность прохождения управляющих команд то к моменту возбуждения импульсного сигнала на первом выходе счетчика 13 один из кодов КОВ1г,2гили Зг будет иметь нулевую информацию и блоки 1 или 2 с помощью элемента И 11 вновь оставляют замкнутым ключ 29. Вследствие этого в память блока 15 считываются коды KOD1z,2z,3r и код текущего времени t. В распечатанном протоколе неисправный канал управления устанавливается по нулевому коду.

|

III.Несвоевременное снятие управляющей команды либо ее части. Обнаруживается импульсом напряжения, возбуждаемым на втором выходе счетчика 13. Этот импульс поступает в схему через замкнутый ключ 30 и следующим образом видоизменяет ее состояние. Триггер 27 переводится в единичное состояние и через элемент ИЛИ 9 замыкает ключи 31, обнуляется регистр 20 содержимое счетчика 14 увеличивается на единицу и он подготавливает к заполнению очередную группу ячеек памяти блока 15, в которые затем считываются значения кодов КОВ1г,2г и 3Z. В контрольном протоколе данный вид неисправности определяется по нулевому коду текущего времени.

IV.Длительное зависание единичных сигналов характеризуется появлением потенциального сигнала-на одном либо нескольких информационных разрядах командного кода KOD1Z,2Z или Зу.

332846

Соответствующий формирователь 21...23 преобразует этот сигнал в импульс напряжения с тем, чтобы пос- . ле записи информации с входных шин

35...37 в блок 15 не оказывать влияния на дальнейшую работу счетчика 13. В остальном схема устройства функционирует аналогично указанному.

Ю По окончании технологического процесса снимается потенциальный сигнал с входа 38 и прекращается поступление командной информации на входные шины 35...37. Для вывода информации,

15 записанной в память блока 15, кратковременно замыкают коммутирующий элемент блока 33 (фиг. 1), вследствие чего триггер 42 переводится в единичное состояние, открывается элемент

20 и 41 и счетчик 39 начинает заполняться импульсами напряжения, вырабатываемыми генератором 40.

Счетчик 39 коммутирует регистры блока 15 к входам блока 44 преобра25 зования формата, выходами соединенного с цифропечатающим блоком 34, в той последовательности, в которой в них производилась регистрация информации, и считывает их содержимое,

30 фиксируя на носителе сведения о текущем времени tj поступления команд и их кодовом обозначении с всеми имевшими место отклонениями.

Если при выводе информации на циф35 ровую печать производится ее сравнение с данными эталонной циклограммы, предварительно записанными в блок 46 памяти, то работа блока 33 характеризуется следующими особен40 ностями (фиг. 2).

При наличии информации на выходе KODtj блока 15 элемент ИЛИ 50 удерживает ключ 57 в замкнутом состоянии .с и счетчик 45 отслеживает переключения счетчика 39, выводя из блока 46 данные эталонной циклограммы, относящиеся к считываемой в блок 34 команде. Блок 47 определяет разность 5о &t 1 заданного и фактического с- времени исполнения считываемой команды, а блок 48 сравнивает ее с установленным допуском Д1:л. ЕслиДС; меньше Atg, то сигнал на выходе бло- ,-с ка 48 отсутствует и положение коммутатора 54 не изменяется - к его выходу остается подключенным задатчик 52 кода пробела и распечатка данных на этом участке строки (+At;) не про

изводится, напротив, если &t; больше допустимой нормы, то блок 48 устанавливает коммутатор 54 в другое положение и выводит на печать данные об отклонении времени поступления z-й команды относительно заданного значения.

Одновременно блок 49 сравнивает значения кодов KOD9r и при их несовпадении коммутирует к соответствующему входу блока 34 выход символьной уставки ИСК, означающей нарушение заданной последовательности формирования управляющих команд. При считывании с выходов KOD2Z и 3Z блока 15 нулевой информации элемент ИЛИ 51 удерживает коммутатор 56 в исходном положении и распечатка этих кодов не производится.

При обнаружении на выходе KODt( блока 15 нулевой информации элемент И 50 размыкает ключ 57 и исключает повторное срабатывание счетчика 45 .при выводе данных о несвоевременное- ти снятия управляющей команды. Через интервал времени, равный уставке элемента 60 задержки и достаточный для выполнения вышеуказанных переключени схемы, в блок 34 поступает команда н распечатку выделенной информации, которая оформляется в виде контрольно- то протокола (таблица).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет регистрировать в цифровой форме командную информацию, формируемую в резервированных системах управления, и выявлять основные отклонения ее содержания относительно установленных норм, гарантирующих исправность контролируемой системы.

Формула изобретения

1. Устройство для регистрации ко- манд, в резервированной системе управления, содержащее первую и вторую схемы сравнения, первый и второй элементы И, формирователь кода времени, генератор импульсов, регистр, первый элемент ИЛИ, коммутатор, пер- вый и второй счетчики, элемент задержки, блок памяти команд, блок управления печатью и цифропечатающий блок, первая группа информационных входов устройства соединена с первой группой входов первой схемы сравнения и первой группой информационных входов блока памяти, выходы первой и

0

5

0

5 Q

5

второй схем сравнения подключены к соответствующим входам первого элемента И, выход генератора импульсов соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу второго счетчика и входу элемента задержки, выход которого соединен с входом управления записью блока памяти, вход адреса записи которого подключен к выходу второго счетчика, вход пуска устройства соединен с входом запуска формирователя кода времени, выход которого соединен с информационным входом регистра, группа выходов которого подключена к второй группе информационных входбв блока памяти, вход адреса считывания которого соединен с первым выходом блока управления печатью, группа информационных входов которого подключена к группе выходов данных блока памяти, группа информационных выходов - к группе информационных входов, а тактовый выход - к тактовому входу цифропечатающего блока, отличающее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет регистрации одновременно поступающих управляющих команд в резервированной системе, в него введены первый-четвертый формирователи одиночного импульса,первый- третий триггеры, первый и второй электронные ключи и второй-седьмой элементы ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ подключены к первой группе информационных входов устройства, вторая и третья группы информационных входов (которого соединены с первой и второй группами входов коммутатора соответствующими входами первой и второй схем сравнения и входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, выходы вто- рого-четвертого элементов ИЛИ подключены соответственно к первому-третьему входам пятого элемента ИЛИ и к входам первого-третьего формирователей одиночного импульса, выходы которых соединены с первым-третьим входами шестого элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу регистра и установочному входу первого триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход пятого элемента ИЛИ подключен к управляющему входу второго электронного ключа и третьему входу первого элемента И, выход которого соединен с управляющим входом первого электронного ключа, информационный вход которого подключен к первому выходу первого счетчика, а выход - к установочному входу второго

триггера, информационный вход второго электронного ключа соединен с вторым выходом первого счетчика, а выход - с установочным входом третьего триггера, входом сброса регистра и вто- рым входом первого элемента ИЛИ, третий выход первого счетчика подключен к входу четвертого формирователя одиночного импульса, выход которого соединен с входом сброса первого триггера, входом установки в О первого счетчика и входами сброса второго и третьего триггеров, выходы которых подключены к соответствующим входам седьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, первая и вторая группы выходов которого подключены к второй и третьей группам информационных вхо

дов блока памяти.

2. Устройство по п. 1, о т л и-ч а ю щ е е с я тем, что блок управления печатью содержит два счетчика, генератор и триггер, выходами соединенные с входами элемента И, блок памяти, первые и вторые выходы которого соединены с первыми входами блока вычитания кодов и схемы сравнения соответственно, блок сравнения кодов, два элемента ИЛИ, блоки преобразования формата, четыре коммутатора, три элемента задержки, ключ, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика и через второй элемент за- держки - с управляющим входом блока вычитания кодов, и коммутирующий элемент, выходом соединенный с первым входом триггера, при этом выход элемента И подключен к счетному входу первого счетчика и через первый элемент задержки - к входу ключа и входу третьего элемента задержки, выходы первого счетчика являются выходами управления считыванием данного блока, выход третьего элемента задержки под

0

5

0

0

Q с

0

ключей к тактовому выходу блока, разрядные выходы второго счетчика соединены с входами блока памяти и через первый блок преобразования формата - с группой информационных выходов блока, выход переполнения этого счетчика подключен к своему входу обнуления, к второму входу триггера и входу обнуления первого счетчика, группа информационных входов блока соединена с вторыми входами блока вычитания кодов, с входами первого элемента ИЛИ и через второй блок преобразования формата - с вторым входом первого коммутатора, управляющий вход которого соединен с инверсным выходом первого элемента ИЛИ, а выходы - с группой информационных выходов блока, прямой выход этого элемента ИЛИ подключены к входу управления ключа, знаковый и информационные выходы блока вычитания кодов через третий блок преобразования формата соединены с вторыми входами второго коммутатора, а информационные выходы этого блока, кроме того, подключены к первым входам сравнения кодов, выходом соединенного с управляющим входом второго коммутатора, выходы которого подключены к группе информационных выходов блока, группа информационных входов блока соединена с вторыми входами схем сравнения и через четвертый блок преобразования формата - с группой информационных выходов блока, выход схемы сравнения подключен к управляющему входу третьего коммутатора, вторыми входами через пятый блок преобразования формата соединенного .с уставкой символа несовпадения кодов, а выходами - с группой информационных выходов блока, группа информационных входов которого через шестой и седьмой блоки преобразования -формата и четвертый коммутатор соединены с группой информационных выходов блока и через второй элемент ИЛИ.- с управляющим входом этого коммутатора, первые и вторые входы которого и первые входы других коммутаторов соединены с выходами задатчи- ка кода пробела соответственно, а вторые входы блока сравнения кодов соединены с входом уставки допуска на время формирования команд блока.

час

Время

мин

Признак несовпадениякодов

Код второго канала

Код

третьего

канала

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной технике и предназначено для накопления командной информации и ее вывода на цифровую печать в форме, удобной для последующей оценки работоспособности системы управления. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет регистрации одновременно поступающих управляющих команд в резервированной системе. Устройство содержит две схемы сравнения, семь элементов ИЛИ, два элемента И, генератор импульсов, два счетчика, блок памяти, формирователь Кода времени, регистр, формирователи одиночных импульсов, триггеры, элемент задержки, электронные ключи, коммутатор, переключатель, блок управления печатью и цифропечатающий блок. 1 з.п.ф-лы,2 ил., 1 табл. с Ј (Л

00 00 00

00 00 00

00.10 00.15 00.17

00 00

15 16

-0.07

00 00 00

28 28 28

01 01

11 12

003 051 112

245 248

ИСК

062 064 000

063 064 174

342

000

IЦ Я Ј Ч

JJ +U

&

Rт

D

tl

Ati 1Z HCK 2z J/. 34

Фиг. 2