Устройство резервирования двухпозиционных датчиков Советский патент 1979 года по МПК H03K19/42 

i

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для получения информации повышенной достоверности от двухпозиционных датчиков, работающих в условиях случайных помех.

Известное устройство резервирования двухпозиционных датчиков, содержащее мажоритарный элемент, имеет относительно низкую достоверность выходной информации l.

Известное устройство резервирования двухпозиционных датчиков, сЪдержащее мажоритарный элемент и блок контроля, имеет сравнительно низкую достоверность выходной информации и ненадежно в работе 12.

Цель изобретения - повышение достоверности выходной информации и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство резервирования двухпозиционных датчиков, содержащее махсори- тарный элемент и блок контроля, введены селекторы, триггеры, дополнительный

блок контроля, элементы ИЛИ и формирователи по переднему и заднему фронтам, входы которых соецинены с выходом устройства резервирования двухпознционных датчиков, счетным входом дополнительного блока контроля и выходом мажоритарного элемента , входы которого сое- дтшены с входами блока контроля и выходами триггеров, стробирующий вход каждого из которых соединен с соответствующим входом дополнительного блока контроля и выходом соответствующего элемента ИЛИ, входы которог о соединены через селекторы с инверсным и прямым выходами соответствующего датчика, прямой выход которого соединен с О входом того же триггера, входы установки всех триггеров соединены с выходом формирователя по переднему фронту, а входы сброса всех триггеров соединены с выходом формирователя по заднему фронту, блок контроля содержит первый, второй и третий элементы И и инверторы, входы которых соединею. с входами 36 блока контроля и входами первого элемента И, выход которого соединен с rief вым входом второго элемента И, выход и второй вход которого соодмиены соответственно с выходом блока контроля и выходом третьего элемента И, входы ко торого соодинсны с выходами инверторов допапнительный блок ко)ггроля содержит счетчики, счетные входы которых соеднне ны со счетным входом дополнительного (ока контрапя, входы которого соединен с установочными входами счетчиков, выходы которых соединены с выходами до- по П}П тельного блока контроля. На чертеже нокаэана структурная схе ма устройства резервирования двухпози- ционных датчиков. Устройство резервирования двухпозиционных датчиков содержит мажоритарны элемент 1 и блок контроля 2, селекторы , триггеры 9-11, дополнительный блок контроля 12, элементы ИЛИ 13, 14 и 15 и формирователи по переднему 16 и заднему 17 фронтам, входы формирователей 16 и 17 соединены с выходом 18 устройства резервирования двухпозиционных датчиков, счетным входом допол нительного блока контроля 12 и выходом мажоритарного элемента 1. Входы последнего соединены с входами блока конт роля 2 и выходами триггеров 9-11, стр бирующий вход каждого из которых соединен с соответствующим входом дополнительного блока контроля 12 и выходом соответствующего элемента ИЛИ 13-15-., Входы элемента ИЛИ соединены через один из селекторов с инверсным и выходами соответствующего датчика (19-21), прямой выход которого соединен с D входом того же триггера. Входы установки всех триггеров 0-11 соединены с выходом формирователя 16 по переднему фронту, а входы сброса всех триггеров - с выходом формирователя 17 по заднему фронту. Ешок контроля 2 содержит первый 22 второ 23 и третий 24 элементы И и инверторы 25, 26 и 27, входы которых соединены с входами блока контроля 2 и входами первого элемента И 22. Выход последнего соединен с первым входом второго элемента И 23, выход и второй вход которого соединен соот ветственно с выводом 28 блока контроля и выходом третьего элемента И 24, входы которого соединены с выходами инверторов 25-27, 0 Дополнительный блок контроля 12 содержит счетчики 29-31, счетные входы которых соединены со счетным входом дополнительного, блока контроля 12, входы которосо соединены с установоч- ными входами счетчиков 29-31, выходы которых соединены с выходами 3234 дополнительного блока контроля. Устройство работает следующим образом. При срабатыва)ии любого из дат чиков 19, 20 и 2J. {или всех сразу) на одном из выходов датчика (прямом или инверсном) нарастает единичный потенциал, который проходит через один из селекторов 3 или 4, 5 или 6, 7 или 8. Через соответствующую схему ИЛИ 13, 14 или 15 импульс переключения датчика подается на стробирующий .вход С триггеров 9,10 или 11, а на вход Ь триггеров поступает потенциал с прямого выхода датчика. Информация в триггеры 9, 1О и 11 записывается по стробу. Строб на селекторе задерживается на небольщое время, равное воздействию кратковременных помех. Пусть триггер 9 находился в состоянии 1, если датчик 19 перебросится в состояние О, т. е. на его единичном выходе будет О, на нулевом 1, то триггер перебрасывается в нулевое положение: на информационный входВ триггера 9 подается логический О, а па стробирующий вход С триггера через селектор 4 с задержкой по времени - строб записи. Если срабатывание датчика было кратковременным (меньше времени задержки селектора), то к моменту прихода строба па вход С триггера потенциал на прямом выходе датчика снова станет 1, и эта информация по стробу занесется в триггер, т. е. фактически подтверждается предыдущее состояние триггера и потенциал на выходе триггера не изменяется. Пусть отпустили два датчика 19 и 20, и два триггера 9 и 10 устанорились в соответствующее состояние О. На выходе мажоритарного элемента 1 предшествующее логическое состояние меняется на логическое состояние О, так как мажоритарный элемент срабатывает по большинству сигналов на входе. Задним фронтом единичный выходной сигнал мажоритарного элемента (убывающий) через формирователь 16 устанавливает по нулевым установочным входам все триггеры 9-11 в состояние О. Практически устанавливается только триг гер 11, поскольку триггеры 9 и 10 уста HOBfuincb в состояние О по сигналам с датчиков 19 и 2О. На выходах триггеров) 9-11 все нули и блок контроля 2 дает на выход 28 логический О, что соответствует исправной работе устройства (на выходе первого элемента И 22 состояние логического О, на выходе третьего элемента И 24 состояние логи- ческой , так как на ее входе сигналы инвертированы, на выходе второго элемен та И состояние логического О. Если триггер 11 не установится, блок контроля 2 выдает сигнал Отказ в виде логи ческой непереключение триггера опасно тем, что оставшийся неустановлен ным триггер может составить большинство со случайно пересбросившимся триггером, в результате чего на выход мажоритарного элемента пройдет недостоверна информация. Функция Пополнительного блока контроля 12 сводится к тому, чтобы выявить и зарегистрировать подряд идущие сбои по любому датчику. Максимально возможно число подряд идущих сбоев по одному датчику на;х.одится на основании статисти ческих данных о работе датчиков в тех же условиях. Это число вьгоодится из каждого счетчика (посредством дешифратора или без него) на выходы 32-34. Этот сигнал может быть использован как информация о необходимости проведения профилактического ремонта вышедшего из строя датчика или для автоматического включения резервного датчика на место поврежденного. Схема построена из такого расчета, что однократный от- каз любого датчика или подряд идущие отказы, число которых меньше предварительно устанавливаемого на основании статистики, воспринимаются устройством как нормальная работа резервированных датчиков. Дополнительный блок контроля 12 работает следующим образом. Изменение информации на выходе мажоритарного эле мента считается всеми тремя счетчиками 29, 30 и 31, а сбрасываются счетчики каждый в отдельности стробом с выходов соответствующих элементов ИЛИ 13, 14 и 15. Если мажоритарная схема сработала и счетчики сосчитали импул1,с, а один из датчиков не сработал, то не появится строб, который установил бы соответствующий счетчик в О иJтаким образом, в счетчике сбоев будет храниться один (ьмпульс. Если данный датчик в дальней™ шем не срабатывает на протяжении нескольких перебросов, то в счетчике импульсы накапливаются и при достижении определенного числа влдается сигнал Отказ датчика. Если количество подряд идущих сбоев не достигло своего установленного значения, а датчик стал нормально перебрасываться, то первьЕМ же перебросом датчика- строб, снимаемый с элеме 1та ИЛИ после селекторов, сбрасывает накопленные импульсы сбоев на счетчике и все повторяется сначала. Если oдlioвpe feннo срабатывают все три датчика, то в счетчики сначала заносится один импульс, а при следующем срабатывании информация в счетчике стирается. Ф о рмула изобр е.т е н и я 1,Устройство резервирования двух- позиционных датчиков содержащее мажоритарный элемент и блок контроля, отличающееся тем, что, с цельюповышения достоверности выходной информации и надежности, в него введены селекторы, триггеры, дополнительный блок контроля, элементы ИЛИ и формирователи по переднему и заднему фронтам, входы которых соединены с выходом устройства резервирования двухпо- зиционных датчиков, счетным входом дополнительного блока контроля и выходом мажоритарного апемента, входы которого соединены с входами блока контроля и выходами триггера, стробирующий вход каждого из которых соединен с соответствующим входом дополнительного блока контроля и выходом соответствующего элемента ИЛИ, входы которого соединены через селекторы с инверсным и прямым выходами соответствующего датчика, прямой выход которого соединен с D входом того же триггера, входы установки всех тригге-ров соединены с выходом формирователя по пepeднe ty фронту, а входы сброса всех триггеров соединены с выходом формирователя по заднему фронту. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок контро ля содержит первый, второй и третий элементы И и инверторы, входы которых соединены с входами блока контроля и входами первого элемента И, выход которо-

7

с; 8

i-o соединен с г ервым входом второг о элемента И, выход и второй вход котопого соедниень соответственно с выходом блока копгро/и IT вь.кодо.м третьего элемента И, входы которосо соединены с выходами инверторов.

3. Устройство по п. 1, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что донолнительный блок контроля содержит счетчики, счетные входы которых соединены со счетным входом дополнительного блока контроля, входы которого соединены с ycтa ювoчным входами счетчиков, выхо

7 в Г) О8

ды которых соединены с выходами диполнн1-ельного блока контроля.

Источники инфчэрмадии, npvtHqTbie во П1 и 5аиичз при экспертизе 51,Хотагур-оо Я. А., Руднев 10, П.

Попышоние надежности цифровых устройств к етодами избыточного кодирования, М., Энергия, 1974, с. 19,

2. Самофалов К. Г„ Корнейчук В. И., Тарасенко В. П. Электронные цифровые вычислительные машины, Вища школа, Киев, 1976, с. 449.