Устройство резервирования двухпозиционных датчиков Советский патент 1981 года по МПК H03K19/42 

1

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для получения информации повышенной достоверности от ДВУХПОЗИЦИОННЫХ датчиков в автоматизированных системах управления.

По основному авт. св. № 687600 известно устройство резервирования ДВУХПОЗИЦИОННЫХ датчиков, содержащее формирователи по пер.еднему и заднему

фронту, входы которых соединены с вы- ходом устройства резервирования двухпозиционных датчиков, суммирующим входом дополнительного блока контроля и выходом мажоритарного элемента, входы которого соединены с входами 15 первого блока контроля и выходами триггеров, стробирующий вход каждого И- которых соединен с соответствующим вычитающим входом дополнительного блока контроля и выходом соответст- 20 вующего элемента ИЛИ, входы которого соединены через селекторы с инверсным и прямым выходами соответствукяце-го датчика, прямой выход которого соединен с О-входом того же триггера, 25 входы установки всех триггеров соединены с выходом формирователя по переднему фронту, а входы сброса всех триггеров соединены с выходом формирова-теля по заднего фронту. Устройство 30

позволяет выявлять и регистрировать подряд иду1цие отказы по любому датчику П.

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не позволяет обнаруживать сбои типа самопроизвольного перехода датчика из одного состояния в другое. Неисправность датчика может заключаться в частом само4 Л произвольном его переходе из одного состояния в другое, что значительно повышает вероятность нахождения его в состоянии, противоположном действительному, и при случайном срабатывании исправного датчика на выход устройства может пойти недостоверная информация.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройств за счет обнаружения отказов типа самопроизво.пьное срабатывание датчика и несрабатывание датчика при изменении состояния контролируемого объекта.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее формирователи по переднему и заднему фронтам, входы которых соединены с выходом устройства резервирования двухпозиционных датчиков, суммирующим входом второго блока контроля и выходом мажоритарного элемента, входы которого соединены с входами первого блока контроля и выходами триггеров, стробирующий -вход каждого из которых соединен с соответствуки им вычитающим входом второго блока контроля и выходом соответствующего элемента ИЛИ, входы которого соединены через селекторы о инверсным и прямым выходами соответствующего датчика, прямой выход которого соединен с D-входом того же триггера, входы установки всех триггеров соединены с выходом формиро вателя по переднему фронту, а входы сброса всех триггеров соединены с выходом формирователя по заднему фронту содержит по числу счетчиков дополнительные элементы ИЛИ и дешифраторы, входы которых соединены с соответствующими информационными выходами дополнительного блока контроля, а выходы - с первыми входами соответствующих дополнительных элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с соответствующими сигнальными выходами дополнительного блока контроля, а выходы с информационными выходами устройства. На чертеже представлена блок-схема устройства резервирования двухпозиционных датчиков. Устройство содержит мажоритарный элемент 1, блок 2 контроля, селекторы 3-8, триггерьд 9-11, блок 12 контроля, элементы ИЛИ 13-15, формирователи по переднему 16 и заднему 17 фронтам, выход 18 устройства резервирования двухпозидионных датчиков, датчики 19-21, дешифраторы 22-24, элементы ИЛИ 25-27, выход 28 блока 2 контроля реверсивные счетчики 29-31, информационные выходы 32-34 устройства резервирования. Устройство работает следующим образом. При срабатывании любого из датчиков 19-21 на прямом или инверсном выходе нарастает единичный потенциал который проходит через один из селек торов 3 или 4, 5 или -6, 7 или 8. Через соответствующий элемент ИЛИ 13, 14 или 15 импульс переключения датчи ка подается на строрирующий вход С триггеров 9, 10 или 11, а на вход D триггеров поступает потенциал с пря мого вЕлхода датчика. Информация в триггеры записывается по стробу. Стро задерживается на селекторе на короткое время, равное воздействию кратко временных помех. Если триггер 9 находился в состоянии 1 и датчик 19 перешел в состо ние О, то триггер переходит в нуле вое состояние: на информационный вход О триггера 9 подается логический О а на стробирующий вход С триггера че рез селектор 4 - строб записи. Пусть датчики 19-21 находятся в со стоянии 1. Если два датчика 19 и 2 переходят в состояние логического О, то и триггеры 9 и 10 устанавливаются в О. На выходе мажоритарного элемента 1 предшествующее логическое состояние 1 меняется на логическое состояние О, так как мажоритарный элемент срабатывает по большинству ригналов на входе. Задним фронтом единичный выходной сигнал мажоритарного элемента через формирователь 16 устг1навливает по нулевым установочным входам все триггеры 9-11 в состо-яние О. Практически же устанавливается только триггер 11, так как триггеры 9 и 10 установились в состояние О по сигналам с датчиков 19 и 20. На выходах триггеров 9-11 присутствуют нулевые сигналы и блок 2 контроля выдает на выход 28 логический О, что соответствует исправной работе устройства. Если триггер 11 не установится, бдок 2 контроля выдает сигнал Отказ в виде логической 1. Но переключение триггера опасно тем, что оставшийся неустановленным триггер может составить большинство со случайно перебросившимся триггером, в результате чего на выход мажоритарного элемента 1 пойдет недостоверна информация. Построение и принцип работы блока 2 контроля аналогичны таковым в известном устройстве. Функции блока 2 контроля сводятся к тому, чтобы выявить и зарегистрировать отказы типа самопроизвольное срабатывание датчика и несрабатывание датчика при изменении-состояния контролируемого объекта. Максимально допустимое Число отказов первого и второго типа находят на основании статистических данных о работе датчиков. Блок 2 контроля работает следующ м образом. Перед началом работы в каждый реверсивный счетчик 29-31 заносится число, равное максимально возможному числу самопроизвольных срабатываний датчика, найденному на основании статистических данных. Пусть все датчики находятся в состоянии 1. Если датчики работают без сбоев, то при изменении состояния контролируемого объекта на противоположное, они как и триггеры 9 и 10, перебрасываются в состояние О. Одновременно из содерхсимого счетчиков 29-31 вычитается по единице. На выходе мажоритарного элемента 1 предшествующее логическое состояние 1 меняется на логическое состояние О. Изменение информации на выходе мажоритарного элемента считывается всеми тремя счетчиками 29-31, т. е. к содержимому счетчиков 29-31 добавляется единица. Таким образом, при работе датчиков 19-21 без отказов содержимое реверсивных счетчиков 2931 не изменяется, что свидетельствует о нормальной работе датчиков.

Пусть датчик 19 начинает самоароизвольно переходить из одного устойчивого состояния в другое.

Тогда при каждой смене состояния датчика 19 из реверсивного счетчика 29 вычитается единица. Так как в этом случае мажоритарный элемент 1 не ерабатывает, содержимое счетчика 29 не восстанавливается и может наступить момент, когда последний обнулится. Это говорит о том, что датчик 19 самопроизвольно переключился максимально допустимое число раз. Тогда на одном из сигнальных выходов блока 12 контроля появля(атся сигнал, который через элемент ИЛИ 25 поступает на выход устройства 32. Этот сигнал может быть использован как информация о необходимости проведения профилактического ремонта вышедшего из строя датчика или для автоматического включения резервного датчика вместо поврежденного.

Пусть срабатывают датчики 20 и 21, а датчик 19 не переключается.

Тогда содержимое реверсивных счетчиков 30-31 уменьшается на единицу, а 29 - остается прежним. Мажоритарный элемент 1 срабатывает и счетчики 3031 возврагДаются в предьщугпее состояние, а содержимое счетчика 29 увеличивается на единицу по сравнению с,двумя другими счетчиками. Если такая ситуация повторяется определенное количество раз, равное максимально

допустимому, то дешифратор 22 через элемент ИЛИ 25 выдает сигнгш на выход устройства 32, снгнгшизирукяпий об отказе датчика 19.

Таким образом, использование дешифраторов, дополнительных элементов ИЛИ и новых связей позволяет повысить надежность работы устройства путем обнаружения различных отказов датчиков и сигнализации об этсм.

Формула изобретения

Устройство резервирования двухпозиционных датчиков, по авт. св. № 687600, отличающееся тем, что, с целью повьанения надежности устройства, оно содержит по числу счетчиков дополнительные элементы ИЛИ и дешифраторы, входы которых соединены с соответствуюедими информационными выходами дополнительного блока контроля, а выходы - с первыми входами соответствукнцих дополнительных элементов ИЛИ/ вторые входы которых соединены с соответствующими сигнальными выходами дополнительного блока контроля, а выходы - с информационными выходами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 687600, кл. Н 03 К 19/42, 1978 (прототип) .