Устройство для контроля и переключения информационных каналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ КАНАЛОВ , содержащее элемент ШШ, первьй коммутационный элемент и блок переключения , отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности устройства, в него введены второй и третий коммутационные эле-. менты, первьй и второй блоки сигнализации , кнопка, блок переключения, ; содержаиой элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий элементы задержки , триггер, первьй и второй формирователи импульсов и для каждого первого и второго информационных каналов элемент НЕ, четвертый элемент И, формирователь сигналов, раэвяэьшающий элемент, четвертьй элемент задержки задержки и датчик М01ЦНО.СТИ, подключенный входом к выходу инфо1мационного канала, а выходом через элемент НЕ - к первому входу четвертого элемента И, связанного вторым входом с выходом четвертого элемента задержки, а выходом с входом формирователя сигналов. подключенного выходом к управляющему входу соответствующего блока сигнализации , к входу элемента ШШ и через развязывающий элемент - к входу четвертого элемента задержки, к управляющему входу информационного канала, к первым выводам замыкающего и размыкающего контактов соответственно второго и третьего коммутационных элементов , связанных управляющими входами с выходами первого и второго элементов И,-подключенных первыми входами к выходам триггера, а вторыми входами через первый элемент задершси - к единичному входу триггера, к входу первого формирователя импуль (Л сов и к выходу второго элемента задержки , соединенного запускающим входом с выходом второго формирователя импульсов, а сбросовым входом - с выходом третьего элемента И, подключенного первым входом к выходу датчика мощности второго информационного канала и к первому входу эле о о мента ИСКЛЮЧАЮТЩЕ ИЛИ, соединеннного вторым входом с вторым входом третьего элемента И и с выходом датчика Од мощности первого информационного канала, а выходом - с запускающим входом третьего элемента задержки, подключенного сбросовым входом и выходом соответственно к выходу первого формирователя импульсов и к входу второго формирователя импульсов, причем вход элемента ИЛИ соединен о управляющим входом первого коммутационного элемента, подключенного первым выводом питания к минусовой шине устройства и к соответствующим первым выводам питания первого и второ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ВИ ЛЮ И Ю

РЕСПУБЛИК

<„> Б0„.

4(St) С 05 В 23 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3686450/24-24 (22) 06.01. 84 (46) 07.07.85. Бюл. В 25 (72) Ю.В.Бояринов (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И.Ленина (53) 621.396(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 438116, кл. Н 03 К 17/60, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

У 884135, кл. Н 03 К 17/00, 1980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ПНЯ КОНТРОЛЯ .И ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ КАНАЛОВ, содержащее элемент ИЛИ, первый коммутационный элемент и блок переключения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежкости устройства, в него введены второй и третий коммутационные элементы, первый и второй блоки сигнализации, кнопка, блок переключения-, содержащий элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий элементы задержки, триггер, первый и второй формирователи импульсов и для каждого первого и второго информационных каналов элемент НЕ, четвертый элемент И, формирователь сигналов, раэвяэывающий элемент, четвертый элемент задержки задержки и датчик мощности, подключенный входом к выходу информационного канала, а выходом через элемент НŠ— к первому . входу четвертого элемента И, связанного вторым входом с выходом четвертого элемента задержки, а выходомс входом формирователя сигналов, подключенного выходом к управляющему входу соответствующего блока сигнали- зации, к входу элемента ИЛИ и через развязывающий элемент — к входу четвертого элемента задержки, к управляющему входу информационного канала, к первым выводам замыкающего и размыкающего контактов соответственно второго и третьего коммутационных элементов, связанных управляющими входами с выходами первого и второго элементов И, подключенных первыми входами к выходам триггера, а вторыми входами через первый элемент задержки — к единичному входу триггера, к входу первого формирователя импульсов и к выходу второго элемента задержки, соединенного запускающим входом с выходом второго формирователя импульсов, а сбросовым входом — с выходом третьего элемента И, подключенного первым входом к выходу датчика мощности второго информационного канала и к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, соединеннного вторьм входом с вторым входом третьего элемента И и с выходом датчика мощности первого информационного канала, а выходом — с запускающим входом третьего элемента задержки, подключенного сбросовым входом и выходом соответственно к выходу первого формирователя импульсов и к входу второго формирователя импульсов, причем вход элемента ИЛИ соединен о управляющим входом первогб коммута.ционного элемента, подключенного пер:вым выводом питания к минусовой шине устройства и к соответствующим первым выводам питания первого и второ1166067 го блоков сигнализации, второго и третьего коммутационных элементов, а вторым выводом через кнопку — к плюсовой шине устройства, к вторым выводам питания первого и второго блоков сигнализации и через первый размыкающий контакт первого коммутационного элемента — к вторым выводам питания второго и третьего коммута1

Изобретение относится к области автоматики и может быть применено в системах обеспечения высокой надежности работы резервированных каналов управления, защиты и телеметрии.

Известно устройство автоматического переключателя резервного канала, содержащее переключатели по числу каналов, пороговый элемент, детекторы, разделительный элемент, времязадающий элемент и транзисторы (1) .

Недостатком этого устройства является низкая надежность, обусловленная тем, что в случае неисправленности контрольного выхода происходит переключение на резервный канал при исправном работающем. Кроме этого, переключение с одного канала на другой может не обеспечить бесперебойной работы всего устройства в случае, если резервный канал окажется неисправным. Существуют установки, которые не допускают перерыва в управлении, защите или потери информации даже на короткие промежутки времени, 25 связанные с временем, необходимым для переключения с одного канала на дру- гой.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является авто матический переключатель резерва, содержащий элемент времени, эле-. мент ИЛИ, переключатель, перный и второй выходы которого подключенысоответственно к первому и второму 35 каналам () .

Недостатком известного устройства является низкая надежность резерви- рования, так как не исключается возционных элементов, причем выводы кнопки связаны с выводами второго размыкающего контакта первого коммутационного элемента, а вторые выводы замыкающих и размыкающих контактов второго и третьего коммутационных элементов — с соответст— вующнми управляющими шинами устройства.

2 можность переключения на неисправный канал. Кроме этого, само переключение с одного канала на другой означает перерыв в функционировании каналов и потерю части информации, идущей по каналам в течение времени переключения.

Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет поочередного включения каналов в работу на оптимальный промежуток времени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля и переключения информационных каналов, содержащее элемент ИЛИ, первый коммутационный элемент и блок переключения, введены второй и третий коммутационные элементы, первый и второй блоки сигнализации, кнопка, блок переключения, содержит элемент ИСКЛОЧАЮ-:

ЩЕЕ ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий элементы задержки, триггер, первый и второй формирователи импульсов и для каждого первого и второго информационных каналов элемент НЕ, четвертый элемент И, формирователь .сигналов, развязывающий элемент, четвертый элемент задержки и датчик мощности, подключенный входом к выходу информационного канала, а выходом через элемент НŠ— к первому входу четвертого элемента И, связанного вторым входом с выходом четвертого элемента задержки, а выходом — с входом формирователя сигналов, подключеннаго выходом к управляющему входу соответствующего блока сигнализации, к входу элемента ИЛИ и через развязы3 11660 вающий элемент — к входу четвертого элемента задержки, к управляющему входу информационного канала, к пер-. вым выводам замыкающего и размыкаю-щего контактов соответственно второго и третьего коммутационных элементов,. связанных управляющими входами с выходами первого и второго элементов И, подключенных первыми входами к выходам триггера, а вторыми твходами через 10 первый элемент задержки — к единичному входу триггера, к входу первого формирователя импульсов н к выходу вторрго элемента задержки, соединенного эапускаккцим входом с выходом второго формирователя импульсов, а сбросовым входом — с выходом треть

его элемента И, подключенного первым входом к выходу датчика мощности второго ин4юрмационного канала и 20 к первому входу элемента ИСТОЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, соединенного вторым входом с вторым входом третьего элемента Н и .с выходом датчика мощности первого ин4юрмационного канала, а выходом - 2$ с запускающим входом третьего элемента задержки, подключенного сбросоввкч входом и выходом соответственно к выходу первого формирователя импульсов и к входу второго 4юрмирова- зе теля импульсов, причем выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входои

IIepsoro коммутационного элемента, подключенного первым выводом ннтаин» к минусовой юиие устройства и к соот- ветствуюцим первые выводам питания первого и второго блоков сигнализа-"-, ции, второго и третьего коммутаци онных элементов, а вторви выводом через кнопку — к плюсовой анне уса ройства, к вторька выводам питания.. первого и второго блоков сигнализащии н через первый размыкающий контакт первого коммутационного элемеитак вторым выводам питания второго и третьего коммутационных элемеито1к причем выводы кнопки.связаны с вьва-. дами второго раэмыкающего контакта

nepsoro комаутационного элемента, а вторые выводы замыкающих и разиакакщих контактов второго и третьеге коммутационных элементов » с соответствукщими управлякщими:иннами устрой" ства.

На чертеже дана функциональна» $$ схема устройства.

Устройство содержит блок 1 переключения каналов, второй и третий

67 4 коммутационные элементы 2 и 3, размы кающий и замыкающий контакты 4 и 5 в то ро го и тре тье r o коммутационных элементов, первый и второй информационные каналы 6 и 7, четвертые элементы 81, 82 задержки, развяэывающие элементы 91 и 9z датчики 10 < и 10 мощности, элементы НЕ 11» и 11 четвертые элементы И 12, и 12 формирова гели 131, 13 сигналов, элемент ИЛИ 14, первый и второй блоки 15 и 16 сигнализации, первый коммутационный элемент 17, кнопку 18, первый и второй размыкающие контак- ты 1.9 и 20 первого коммутационного элемента, первый, второй и третий элементы И 21 — 23, первый, второй и третий элементы 24 — 26 задержки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27, триггер 28, первый и второй формирователи 29 и 30 импульсов. Первый, второй н третий коммутирующие элементы содержат резисторы 311 -31, катушки 321-32 реле, диоды 331-33$ и транзисторы 341- 34z. Первый и второй блоки 15 и 16 сигнализации содержат сигнализирующие элементы 35» и 35< и тиристоры 361 и 362.

В качестве информационного канала может быть использован, например, оптический квантовый генератор, управлякщнй вентильным преобразователем с помощью мощных кратковременных световых импульсов, или любой информационный канал системы управления вентильным преобразователем, а также канала телеметрии.

Устройство работает следукщим образом.

При поступлении на входы первого и второго ин4юрмационных каналов 6 и 7 сигналы формируют на своих выходах выходные жпульсы. Часть сигнала попадает на входы датчиков 10, 10у контроля мощности ° которые IlpR наличии достаточной мощности на выходе ин4юрмационных каналов формируют сигнал на выходах, соответствукщий номинальному режиму работы каналов. На входы элементов И 121 и 12< в этом случае одновременно сигналы не поступают. Если же на выходе одного нз ин4юрмационных каналов 6 или 7 сигнал будет отсутствовать при наличии сигнала на входе, то через нериод времени, равный задержке элементов 81 и 8е задержки, на обо1х входах соответствукщего элемен 11 660

1 та И 121 или 12 появится сигнал, что приведет к срабатыванию формирователя 13< или 13 сигналов и эле- мента ИЛИ 14. Включйтся транзистор 34), который зашунтирует обмот- 5 ку реле 321 первого коммутационного элемента. Реле отключится, обесточатся первый и второй коммутационные элементы 2 и 3, включится соответствующий блок 15 или 16 сигнализации, 1О указывая неисправный информационный канал. Одновременно с этим с выходов формирователей 131 и 13 сигналов .сигнал придет на запуск другого находившегося в резерве канала через развязывающие элементы 9 или 9

При этом задержка во времени будет минимальной. Оиа определяется временем срабатывания элементов И 12, или 12<, формирователей 131 или 13 20 сигналов и четвертых элементов 8 или 8 задержки, выдержка времени которых выбирается равной времени срабатывания информационного канала и датчика 101 или 10 контроля мощности . Реально эта величина составляет длительность поряд— ка 1 мкс.

Таким образом, в случае пропуска срабатывания одного информационного . канала с минимальной задержкой срабатывает второй информационный канал и после отключения коммутационных элементов 2 и 3 второй информационный канал остается постоянно включен И ным иа входе. Если после включения информационных каналов система работает нормально, нажимают кнопку 18 пуска один раз. Первый коммутационный элемент 17 самоблокируется через 4в размыкающий контакт 20. получают питание второй и третий коммутационные элементы 2 и 3 и блок 1 переключения каналов. Вначале работают оба канала. Сигналы, поступающие на 4 вход блока 1 переключения каналов, через третий элемент И 23 проходят на второй элемент 25 задержки, в качестве которого используется счетчик.

После заданной выдержки времени @ (после прохождения определенного числа импульсов) на выходе элементы 25 задержки формируется сигнал, .который через формирователь 29 импульсов обнуляет элемент 26 задержки (обнуляет счетчик) и подается на вход триггера 28 и первого элемента 24 задержки, что приводит к появ67 лению сигналов на двух входах одновременно одного из элементов И (первого 21 или второго 22). Сигнал с sbH хода соответствующего элемента И 21 или 22 подается на управляющий вход первого или второго коммутационных элементов 2 или 3. В результате он срабатывает, размыкается его замыкающий контакт и замыкается разомкнутый 4 или 5. Таким образом, на вход одного из информационных каналов сигнал не поступает. С этого момента фунционирует один информационный канал. При этом с каждым актом срабатывания информационного канала формируется импульс на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27, который запускает элемент 26 задержки (счетчик).

После истечения заданного промежутка времени (определенного числа импульсов) элемент 26 задержки формирует сигнал, который обнуляет (взводит) второй элемент 25 задержки; сигнал на выходе которого устраняется. Одноверменно с этим устраняется сигнал и на входе соответствующего элемента И 21 или 22. Это приводит к отклю" чению включенного коммутационного элемента 2 или 3. В результате остаются замкнутыми замыкающие контакты 4 и 5 коммутационных элементов первого 2 и второго 3, т.е., с этого момента в работу включаются оба ин- . формационные каналы. После очередного срабатывания триггера 28 в рабо ту включается тот канал, который находился в отключенном состоянии, так как поступление очередного сигнала на вход триггера приведет к. его опрокидыванию и срабатыванию соответствующего коммутационного элемента — первого 2 или второго 3., Далее процесс повторяется.

Выдержки времени второго и треть.. его элементов 25 и 26 задержки могут,быть различными или одинаковыми. Длительность выдержки времени первого элемента 25 задержки, когда одновременно работают оба канала, может быть минимальной. Указанный промежуток времени необходим только для того, чтобы проверить работоспособность обоих инфор- мационных каналов, потому что только.в этом случае произойдет переключение на работу одного канала. Реально это может быть 5-10 ичпульсов управления, следующие с периодом

11660

Составитель Н.Горбунова

Редактор Т.Кугрыпева Техред N.Äàðîöàé Корректор А.Тяско

Заказ 4309/42 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Рейнская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óàrîðîä, ул.Проектная, 4

7 промышленной частоты 50 Гц, что со ставляе т О, 05-О, 1 с.

Выдержка времени элемента 25 задержки определяет длительность работы одного канала. Это время 5 выбирается оптимальным с точки зрения износа канала, увеличения его ресурса. В частном случае зто может быть время, в течение которого канал выходит на определенный темпе- 10 ратурный режим. Могут быть и другие критерии для определения:длительности работы одного канала. В каждом конкретном случае это определяется нагрузкой, средой и характером рабо- IS ты резервируемых каналов.

Таким образом, устройство позволяет при наличии двух и более каналов поочередно оставлять в работе только один канал в течение опти- 30 мального промежутка времени. Затем включается в работу другой (другие), резервный, канал, происходит контроль .

67 8 функционирования обоих каналов, и в случае, если оба канала работают нормально, происходит переключение на резервный канал. После работы резервного канала в течение заданного оптимального промежутка времени снова включаются оба (все) канала и в случае нормального их функционирования в работе остается один канал, бывший до этого в резерве и т.д.

Кроме того, контроль за работой каналов ведется постоянно, и в случае сбоя или отказа одного из каналов с минимальной выдержкой времени включается другой канал и формируется сигнал о неисправности в соответствующем канале, при этом отключаются ключи и перестает работать переключатель.

Применение изобретения позволяет повысить надежность работы каналов и коэффициент использования оборудования.