Устройство для управления подключением резервных блоков Советский патент 1982 года по МПК G06F11/20 H05K10/00 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для автоматического включения в работу блоков резервированной системы с учетом величины проработанного этим блоком времени. Резервируемыми элементами могут быть функционально законченные узлы, блоки аппаратуры, тракты и т.д.

Известно устройство для управле- ния переключением скользящего резерва, содержащее элементы контроля основных и резервнЕлх блоков, соединенных со входами матрицы элементов И-НЕ с числом столбцов, равным числу основных блоков и числом строк, равным числу резервных блоков, выходы матрицы элементов И-НЕ соединены с коммутатором. Это устройство осуществляет включение в работу вместо отказавшего основногс блока исправный резервный блок l.

Недостатком данного устройства является то, что оно не способно при исчерпании резерва включать в работу свободные основные блоки, что приводит к снижению надежности работы резервированной системы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство /1ля управления

переключением скользящего резерва, содержащее элементы управления подключением блоков, элементы контроля блоков, коммутатор v- матрицу элементов И-НЕ с ЧИС.ЛХЭМ строк 1, равным числу элементов управления подключением блоков и числом -столбцов J, равным числу элементов контроля блоков, причем выход каждого ij-ro

10 элемента И-НЕ матрицы соединен с коммутатором и с входами всех элементов И-НЕ i-той строки и j-ro столбца«матрицы, выход каждого из элементов управления подключением

15 блоков соединен с первыми входами элементов И-НЕ i-той строки матрицы. Такое устройство может быть использовано для автоматического подключения блоков и способно при

20 исчерпывании резерва включать в работу вместо отказавших блоков свободные основные блоки 2.

Недостатком известного устройства является то, что оно нс- обеспечи25вает достаточную надежность резервированной системы, так как не предусмотрено включение в работу блоков, имеющих в момент включения более высокую надежность. Кроме того, из30вестное устройство производит включение в работу в первую очередь блоков, элементы контроля которых подключены к более чувствительным к переключению элементам И-НВ матрицы вследствие чего эти блоки находятсч в работе большее количество времени чем блоки, элементы контроля которы подключены к менее чувствительным элементам И-НЕ матрицы, что прибодит к снижению надежности всей ре.зервируемой системы за счет неравномерной выработки ресурса.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается те что устройство для управления подклчением резервных блоков, содержащее матрицу элементов И-НЕ с числом строк i, равным числу элементов . управления подключением блоков и числом столбцов J, равным числу . элементов контроля блоков, причем выход.каждого ij-ro элемента матрицы соединен с коммутатором и с входами всех элементов И-НЕ i-той строки и j-ro столбца матрицы, выход каждого из элементов управления подключением блоков соединен с первми входами элементов И-НЕ соответствующей строки матрицы, содержит группу из преобразователей напряжения во временной интервал, первый элемент И, второй элемент И, группу из j элементов И, элемент задержки, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ и группу из КС-триггеров, Свход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему элемента управления подключением блоков, R-вход - с выходом элемента .ИЛИ-НЕ, а выход - с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход - с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и входом элемента задерж- . ки, а выход - с первыми входами преобразователей напряжения, второй вход каждого из которых соединен с первым выходом соответствующего ему элемента контроля блоков, а инверсный выход - с соответствующим входом второго элемента И, выход которого соединен с входом элемента задержки, инверсный выход элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, инверсный выход каждого из преобразователей напряжения содержит также с первым входом соответствующего элемента И группы, второй вход которого соединен с вторым выходом соответствую щего элемента контроля блоков, а выход каждого из элементов И группы соединен с вторыми входами элементо И-НЕ соответствующего столбца матрицы.

На чертеже представлена блок-схе предла г.аемого устройства.

Устройство содержит элементы , управления подключением блоко элементы контроля блоков, коммутатор 3 и матрицу элементов И-НЕ 4 с числом строк 1, равным числу элементов управления подключением блоков и числом столбцов j, равным числу элементов контроля блоков, группу из j преобразователей напряжения во временной интервал, первый элемент И 6, второй элемент И 7, группу из j элементов И , элемент 9 задержки, элемент ИЛИ-НЕ 10, элемент ИЛИ 11, группу из КСтриггеров ,

Выход каждого ij-ro элемента И-Н матрицы соединен с коммутатором 3 и со входами всех элементов И-НЕ 4 i-той строки и j-ro столбца матрицы Выход каждого из элементов . управления подключением блоков соединен с первыми входами элементов И-НЕ 4 1-той строки матрицы. С-вход каждого из триггеров соединен с выходом.соответствующего ему элемента 1 - 1 ., управления подключением блоков, R-вход каждого из триггеров ., соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 10, а выход каждого из триггеров соедин с соответствующим входом элемента ИЛИ 11. Выход элемента ИЛИ 11 соединен с первым входом первого элемента И б, второй вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 10 и входом элемента 9 задержки, а выход соединен с первыми входами преобразоВс;Т(Ш(;й напряжения . Второй вход каждого из

преобразователей напряжения соединен с перввлм выходом соответствующего ему элемента контроля блоков, а инверсный выход соединен с соответствующим входом второго элемента И 7, выход которого соединен с входом элемента 9 задержки. Инверсный выход элемента 9 задежки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 10. Инверсный выход каждого из преобразователей напряжения 5.J-5: соединен также с первым входом соответствующего элемента И группы, второй вход которого соединен с вторым выходом соответствующего элемента конроля блоков/ а выход каждого из элементов И 8 -8 ,j группы соединен с вторыми входами элементов И-НЕ 4 соответствующего столбца матрицы. Эти признаки являются новыми по сравнению с известными.

Преобразователи напряжения преобразуют напряжение во временной интеграл длительностью, пропорциональной величине приложенного к ним поступающего с элеменнапряжения, . контроля блоков. тов В устройстве количество элементов управления подключением блоков определяется количеством включаемых в работу основных блоков, количеств элементов контроля блоков равно общему количеству блоков системы, т.е основных и резервных блоков. Количе во основных и резервных блоков опре деляется произвольно. Система, при- веденная на чертеже имеет 3 блока, из них 2 основных. Устройство для управления подклю чением резервных блоков работает следующим образом. При отсутствии требований включения 18 работу блоков (исходное состояние) с каждого элемента управления включением блоков поступает сигнал логического О . Эти сигналы подаются на первые входы элементов И-НЕ 4 матрицы и вследств этого на выходах всех элементов И-Н 4 матрицы присутствуют сигналы логической . Сигнал логического с выхода каждого элемента управления подключением блоков поступает также на С-вход соответствующего ему триггера . На выходе из триггеров в ис ходном состоянии находится сигнал логического О , который через элемент ИЛИ 11 поступает на первый вход первого элемента И 6, на выход которого также присутствует сигнал логического О . Этот сигнал поступает на первые входы Запуск преобразователей напряжения , вследствие чего на инверсных выходах Преобразователей напряжения исходном состоянии появляются сигналы- логической . Эти сигна лы поступают на входы второго элемента И 7, на-выходе которого также присутствует сигнал логической , .который приходит на входы элемента ИЛИ-НЕ 10 и элемента 9 задержки. Поэтому на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 и на R-входах триггеро .12x-12i через время задержки Т появ тся сигнал логического нал логической с выхода каждого из преобразователей напряжени поступает также на первый вхо соответствующего ему элемента И 8 группы, на второй вход которого при исправности подключаемых блоков со второго выхода соответствующего ему элемента контрол блоков приходит сигнал логической . Так как на обоих входах элемента И группы присутствуют сигналы логической Ч, то на выходе этого элемента будет также присутствовать сигнал логической , который поступает на вторые входы элементов И-НЕ 4 матрицы соответствующего столбца матрицы. У каждого из элементов И-НЕ 4 матрицы в этом случае на всех входах, кроме одного, связанного с элементами управления подключением блоков, присутствуют сигналы логической . С первого выхода каждого элемента .- контроля блоков на второй вход соответствующего ему преобразователя напряжения 5у-5у поступает напряжение, величина которого зависит от времени, в течение которого находится в работе данный блок. При появлении на выходе одного из элементов 1;|-1 управления подключением блоков сигнала Работа 1 происходит срабатывание соответствующего ему триггера . На выходе триггера появляется сигнал логической , который через элемент ИЛИ ll поступает на первый вход первого элемента И 6. На втором входе первого -элемента И 6 уже есть сигнал логической , поэтому и на выходе этого элемента Этот сигприсутствует сигнал нал поступает на первые входы преобразователей напряжения .j, что приводит их к Запуску. Каждый из преобразователей напряжения 5 формирует временный интервал с длительностью, пропорциональной величине приложенного к ним напряжения. На инверсных выходах преобразователей напряжения появляются сигналы логического О, которые поступают на соответствующие входы второго элемента И 7. С выхода этого элеменприходитта сигнал логического на второй вход первого элемента И 6, запрещая прохождение через первый элемент И б следующего сигнала Запуск на первые,входы преобразователей напряжения во время действия импульса на выходах преобразователей напряжения 5-;-5у. Кроме этого, с выхода второго элемента И 7 сигнал логического О поступает на вход элемента 9 задержки и на вход элемента ИЛИ-НЕ 10. Так как время задержки выбирается HciMHoro меньшим длительности действия импульсов на выходах преобразователей напряжения , то приход сигнала логического О на входы элемента 9 задержки и элемента ИЛИ-НЕ 10 приводит к появлению на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 кратковременного импульса положительной полярности. Этот импульс поступает на R-входы обнуления триггеров и переводит их в исходное состояние до прихода-следующего сигнала от элементов управления подключением блоков. Сигналы с выходов преобразователей напряжения поступают также на первые входы соответствующих им элементов И группы, запрещая прохождение сигналов Работа с выходов элементов контроля блоков на матрицу элементов И-НЕ 4 на время действия этих сигналрв. Длительности данных сигналов на выходах раэличных преобразователей напряжения вследствие разной величины, проработанного до этого момента времени блоков, будут различны. Поэтому один из элементов И группы, на первый вход которого подается с соответствующего ем преобразователя напряжения , си нал наименьшей длительности, пропустит сигнал Работа - раньше других. Этот сигнал логической 1 приходит на вторые вхо ды элементов И 2 НЕ 4 матрицы соответствующего столбца матрицы. Все входы элемента И-НЕ 4 матрицы из этого столбца и строки, которая соответствует элементу управлен подключением блоков выдавшему сигРаботаимеет сигналы логической . Вследствие этого происходит срабатывание этого элемента и на его выходе появляется сигнал логического О, а на выходах остальных элементов И-НЕ 4 матрицы данной строки и данного столбца логической . При появлении сиг нала логического О на выходе элемента И-НЕ 4 матрицы срабать1вает исполнительное устройство коммут тора 3, включающее в работу соответствующий блок, имеющий наименьшее время наработки. В этом состоянии .при появлении сигнала Работа 1 на выходе другого элемента 1 управления подключением блоков происходит автоматическое включение в работу аналогичным образом еще одного блока, имеющего следующее по значению наименьшее время наработки Цепи взаимных запретов по строкам и столбцам матрицы допускают срабатывание только одного элемента И-НЕ 4 матрицы в каждой строке. Поэ тому по каждому направлению произойдет включение в работу одного из блоков подключаемой в работу аппара туры. Изменение сигнала логической на выходе какого-либо из элементов управления подключением блоков на сигнал логического СР приводит к появлению на выход соответствующего элемента И-НЕ 4 матрицы сигнала логической i и тем самым к выключению блока из ра боты. Отказ любого из блоков сопровож дается появлением на выходе его эл мента 2.-2,j контроля блоков сигнал логического О, поступающего на ход соответствующего элемента И -8j и запрещающего включение в раоту этого блока, если блок нахоится в резерве. При отказе включеного в работу блока, появляющийся игнал логического О на выходе го элемента контроля блоков риводит к запиранию соответствуюего элемента И 8 -8/ группы, что в вою очередь вызывает отпускание работавшего ранее элемента И-НЕ 4 атрицы и запрещает срабатывание всех элементов И-НЕ 4 данного столбца матрицы При этом происходит авоматическое замещение неисправного блока любым из свободных и исправых резервных блоков. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет включать в работу исправные блоки в зависимости от величины ранее проработанного ими времени. Блок, проработавший менее других, подключается в работу в первую очередь, а имеющий наработку больше других - в последнюю очередь. Это условие подключения блоков позволяет повысить надежность устройства. Формула изобретения Устройство для управления подключением резервных блоков, содержащее матрицу элементов И-НЕ с числом строк i, равным числу элементов управления подключением блоков, и числом столбцов J, равным числу элементов контроля блоков, причем выход каждого ij-ro элемента матрицы соединен с коммутатором и с входами всех элементов И-НЕ i-й строки и j-ro столбца матрицы, выход каждого из элементов управления подключением блоков соединен с первыми входами элементов И-НЕ соответствующей строки матрицы., о т личающеес я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит группу из преобразователей напряжения во временной интервал, первый элемент И, второй элемент И, группу из j элементов И, элемент задержки, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ и группу из КСтриггеров, С-вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему элемента управления подключением блоков, R-входы - с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а выход с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход - с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и входом элемента задержки, а выход - с первыми входами преобразователей напряжения, второй вход каждого из которых соединен с первым