Устройство для сбора дискретной информации Советский патент 1981 года по МПК G08C19/16 

54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА ДИСКРЕТНОЙ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано автоматизированных системах управления, в частности в системах с большим числом контролируемых технологических объектов. известно устройство для сопряжения вычислительной машины с дискретными датчиками, содержащее груп пы формирователей, первую и вторую группу блоков кодирования, блоки трансформации длительности импульсов, блоки аварийного отключения, блок согласования, элементы ИЛИ и выходной регистр 1 J. Недостатками этого устройства являются низкая помехозащищенность и ограниченная дальность передачи, обусловленные необходимостью сокращ ния длительности сигналов для умень шения вероятности их взаимного наложения, отсутствие возможности непосредственного контроля текущего состояния объектов. Объясняется это тем, что информация с датчиков поступает только в моменты изменения их состояния. Поэтому для определен текущего состояния датчиков в вычис лительном устройстве необходимо хра нить информацию о предыстории за ИНФОРМАЦИИ длительный период времени. Это накладывает жесткие требования к надежности вычислительного комплекса. Кроме того, устройство имеет большой расход кабеля, обусловленный радиальным .хар 1ктером связи между первой и второй ступенями кодирования, а также большой расход аппаратуры, обеспечивающий буферизацию собираемой информации и уменьшение взаимяого наложения сигналов. Наиболее близким к изобретению является устройство для сбора дискретной информации, выполненное в виде матрицы, содержащей узлы сопряжения с датчиками, установленные в точках пересечения ин(ормационных шин и шин опроса, подключенные к выходам блока опроса, вход которого через блок связи соединен с блоком обработки и управления. Данное устройство осуществляет поиск и опрос шин, в которых имело место изменение состояния датчиков Недостатками устройства являются I 1, Большое время получения информации об изменении состояния датчика, обусловленное тем, что данная процедура включает в себя последовательный опрос каждой из горизонтальных и вертикальных шин матрицы и последующий опрос шины, в которой было обнаружено изменен(1е информации, Та как эти сигналы опроса передаются непосредственно по шинам матрицы, они должны иметь достаточно большую длительность для обеспечения их защиты от искажений и помех. Следовательно, время обнаружения новой информации в устройстве зависит от числа шин и от их линейных размеров

2.Возможность возникновения ситуаций,при которых на могут быть обнаружены датчики, изменяющие свое состояние. Например, это имеет место, если наряАу со сработавшим датчиком изменили свое состояние нечетное число датчиков в соответствующих горизонтальной и вертикальной шинах. Вероятность таких ситуаций возрастает с увеличением потока срабатывания датчиков.

3.Большой расход аппаратуры и кабеля, обусловленный тем, что в матричный коммутатор включаются все датчики и каждая шина имеет достатоно сложный узел для определения изменения информации. Такой узел дожен содержать элементы для определе,ния четности кода, элемент сравнени

и др.

4.Трудность обнаружения неиспраностей (.например, обрыва шин матрицы) , так как в устройстве отсутствуют объективные признаки наличия повреждений .

Цель изобретения - повышение бытродействия И помехоустойчивости устройства.

Эта цель достигается тем, что в устройство для сбора дискретной информации введены регистр приема информации, шины известительных сигналов, и в каждый узел сопряжения с датчиками введены блок помехозащищенного кодирования, повторитель сигналов, формирователь импульсов, первый выход повторителя сигналов подключен к одному из входов блока помехозащищенного кодирования, второй выход соединен со входом формирователя сигналов, выходы формирователей сигналов узла сопряжения с датчиками подключены к шинам известительных сигналов, каждая из которых соединена с соответствующей информационной шиноП матрицы, информационные шины матрицы подключены ко входам регистра приема информации, выход которого соединен со входом блока связи, вход блока помехозащищенного кодирования каждого узла, сопряженного с датчиками, подключен к соответствующей шине опроса матрицы, выходы соединены с информационными шинами матрицы.

На фиг.1 приведена схема устройства для сбора дискретной информации; на фиг, 2 - структурная схема блока помехозащищенного кодирования, на фиг.З - пример реализации формирователя импульсных сигналов.

Устройство содержит информационные входы 1 датчика, узлы сопряжения с датчиками 2, каждый из которых содержит блок 3 помехозащищенного кодирования со входом 4 стробировани повторитель 5 сигналов датчиков со своими выходами 6 и 7 и формирователь 8 импульсных сигналов, шины 9 опроса строк, информационные шины 10 шины 11 известительных сигналов, точки 12 подключения шин известительных сигналов к информационным шинам регистр 13 приема информации, блок 14 опроса; блок 15 связи; блок 16 управления и обработки (например, вычислительная машина).

Блок 3 помехозащищенного кодирования (фиг,2) содержит шифратор 17 помехозащищенных кодов и элементы И 18.

Формирователь 8 импульсных сигналов {фиг,37 содержит резисторы 19 и 20, конденсаторы 21, разделительный диод 22 и контакт 23 повторителя 5 сигналов датчиков,

Узлы сопряжения с датчиками соединень в виде прямоугольной матрицы. Выходы формирователей 8 импульсных сигналов соединены между собой в пределах каждой строки шинами 11 и подключены в точках 12 к информационным шинам 10, причем каждая шина 11 и соединенная с ней шина 10 имеют одинаковый порядковый номер.

Сигналы с датчиков, подключенных к каждому блоку 3, образуют группу логически несовместных событий, В такой группе в каждый момент времени может поступить сигнал не более, чем с одного датчика. Для многих типов технологического оборудования такие группы образуют датчики контроля неисправностей, принадлежащие одному станку. Например, в ткацком станке во время его останова по одной из причин отсутс- вует возможность появления сигналов с других датчиков,

Блок 3 обеспечивает формирование кода состояния группы, причем под состоянием группы понимаются отсутствие сигналов с датчиков (нулевое состояние) или наличие сигнала по одному.из входов 1.

Повторитель 5, в качестве которого может быть использовано, например электромагнитное реле, подключен через сборку к информационным входам 1, Его выход 7 наличия сигнала связа с формирователем 8, а выход 6 отсутстБПЯ сигнала - с вхо.пом блока 3, устанавливающим код нупевогс состояния , Формирователь 8 генерирует импульсный сигнал фиксированной длительности при изменении состояния н выходе 7 повторителя 5, т.е. при вкл чении и выключении любого из датчиков группы. Каждая информационная шина 10 соединена со входом соответствующего разряда регистра 13 приема информации, а каждая шина 9 связана со стробирующими входами 4 блока 3, Iопределенной строки матрицы и с соответствующим выходом блока 14 опроса. Блок 14 содержит, например, регистр, с каждым выходом которого связан усилитель сигнала опроса, под ключенный к соответствующей шине 9 опроса. Блок 15 связи обеспечивает считывание информации с регистра 13 и ввод ее в блок 16, а также осуществляет вывод сигнала опроса из блока 16в блок 14. Устройство работает следующим образом. Сигнал датчика включает повторитель 5 и поступает на вход шифратор 17в блок 3. С выхода шифратора код данного сигнала поступает на входы соответствующих элементов И 18, Вклю чаясь, повторитель 5 снимает сигнал нулевого состояния и запускает формирователь 8, который выдает импуль ный сигнал. Прекращение сигнала на входе 1 влечет за собой выключение повторителя 5, который восстанавливает сигнал нулевого состояния на выходе 6 и повторно запускает форми рователь 8, Таким образом, импульсный извес тительный сигнал формируется в нача ле и в конце времени срабатывания любого из датчиков. Формирование данного сигнала происходит за счет разряда соответствующего конденсатора 21 при замык нии в одном из крайних состояний контакта 23, принадлежащего повтори телю 5 (фиг.3), Импульсный сигнал с выхода формирователя 8 поступает на шину 11 своей строки и через точку 12 по ши не 10 передается на соответствующий вход блока 3. Блок 16 поразрядно анализирует содержимое регистра 13, При обнаружении единииы в определенном разряде он передает в блок 14 адрес стро ки, которую необходимо опросить, Сигнал с соответствующего выхода блок 14 по шине 9 стробирует по входам 4 элементы И 18 блока 3 строки, в которой было обнаружено изменение состояния датчика. Считываемые при .)том коды состояния датчиков по шина 10, через регистр 13 и блок 15 посту н блок 16. Принятая информация |рс;г1. с яется и обрабатывается блоком При поиске датчиков, изменивших состояние, анализируется одна координата матрицы (регистр 13). При этом опрашиваются не сами датчики, которые могут быть удалены на значительное расстояние, а регистр 13, расположенный в непосредственной близости от устройства 16, В результате скорость поиска определяется только быстродействием электронных блоков 13,15 и 16 и не зависит от размеров матрицы, В процессе сбора информации в устройстве коды состояния считываются не со всех строк, а только с тех, в которых имело место изменение состояния датчиков. Таким образом, в устройстве сокращается как время поиска информации об изменении состояния датчика, так и время считывания этой информации. В устройстве для передачи известительных и информационных сигналов используются одни и те же элементы (шины 10 и регистр 13 ), что дает значительную экономию оборудования. При этом в устройстве предусмотрена защита от взаимного наложения известительных и информационнрлх сигналов (разделение информационного и известительного каналов, Для этого, во-первых, длительность импульсов, поступающих с формирователя 8 задана такой, что она превышает время считывания кодов состояния с одной строки и, во-вторых, информация с блоков 3 передается в виде помехозащищенных кодов. Анализируя содержимое регистра 13 до и после считывания кодов состояния блок 16 обнаружит известительные сигналы независимо от характера наложения их на принимаемую информацию. Проверяя верность кодов состояния блок 16 обеспечивает защиту от наложения на них известительных сигналов (путем повторного считывания строк). В устройстве отсутствуют коллизии, при которых не могут быть обнаружены датчики, изменявшие свое состояние. Наличие блоков 3 уменьшает количество линий связи (шин 10) и число разрядов в регистре 13, Формула изобретения Устройство для сбора дискретной информации, выполненное в виде матрицы,содержащей узлы сопряжения с датчиками ,установленные в точках пересечения информационных шин и шин опро;.-а/подключенные к выходам блока опроса,вход которого через блок связи соединен с блоком обработки и управления(Отличающееся тем, что, с целью повышения быстролействит устроЯства и его помехоустойчивости в него введены регистр приема информации, шины иэвестительных сигналов, и в каждый узел сопряжения с датчиками лрэгены Слок по 1ехоэгццищенного, кодирования, повторитель сигналов, формирователь импульсов,первый выход повторителя сигналов подключен к одному из входов блока помехоэаии денного кодирования, второй выход соединен со входом формирователя сигналов, выходы формирователей сигналов узла сопряжения с датчиками подключены к шинам иэвестительчых сигналов, каждая из которых соединена с соответствующей информационной шиной матрицы, информационные шины

матрицы подключены ко входам регистр приема информации, выход которого соединен со входом блока связи, вход блока помехозашитенного кодирования каждого узла, сопряженного с датчиКс1ми, подключен к соответствующей шине опроса матрицы, выходы соединен с информационными шинами матрицы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторскоесвидетельство СССР 528562, кл. G06 F 3/04, 1976.

2.Авторскоесвидетельство СССР 390549, кл. G08 g 19/16, 1973 (прототип).