Многоканальное устройство для резервирования замещением

 

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ЗАМЕЩЕНИЕМ, содержащее в каждом канале резервируемый блок, первый выход которого соединен с входом элемента контроля, выходы первых ключей всех каналов объединены с выходом устройства, сигнальньй вход второго ключа соединен с общей шиной питания, выход с шиной питания резервируемого блока , управляющий вход - с объединенными первыми входами элементов И и ИЛИ и с выходом элемента контроля, выход элемента И соединен с управляющим входом первого ключа и с входом формирователя, выход которого соединен с первыми входами элементов И и ИЛИ последующего канала, первые и вторые входы элементов И .и ИЛИ первого канала соединены с соответствующими входами первоначальной установки устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения безотказности и ремонтопригодности устройства, в каждый канал его введены RS-триггер, второй элемент И, элемент задержки, два концевых разъединителя, а второй выход резервируемого блока в каждом канале соединен через элемент задержки с сигнальным вхоДйм первого ключа, выход элемента контроля соединен с R-входом RS-триггера, выход формирователя, соединен через пер вый, концевой разъединитель с перС/ ) выми входами элементов И и ИЛИ данс ного канала и с R-входом RS-триггера последующего канала, выход RSтриггера и выход элемента ИЛИ соединены с входами второго элемента И, выход которого соединен с вторыми входами элементов И и ИЛИ последу00 N9 ющего канала и через второй концевой разъединитель - с вторыми входами О5 элементов И и ИДИ данного канала, СО выход формирователе} каждого канала соединен с S-входом RS-триггера пресд дьздущего канала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3728565/24-24 (22) 19.04.84 (46) 30.09.85. Вюл. ¹ 36 ,(72) Р.В.Жирнов (53) 62-5:681.3-19(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 546887, кл. G 06 F 11/00, 19?4.

Авторское свидетельство СССР №- 920731, кл. G 06 F 11/00, 1980. (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ЗАМЕЦ1ЕНИЕМ, содержащее в каждом канале резервируемый блок, первый выход которого соединен с входом элемента контроля, выходы первых ключей всех каналов объединены с выходом устройства, сигнальный вход второго ключа соединен с общей шиной питания, выходс шиной питания резервируемого блока, управляющий вход — с объединенными первыми входами элементов И и

ИЛИ и с выходом элемента контроля, выход элемента И соединен с управляющим входом первого ключа и с входом формирователя, выход которого соединен с первыми входами элементов И и ИЛИ последующего канала, первые и вторые входы элементов И

ÄÄSUÄÄ 1182695 А (5))4 Н 05 К 10/00, G 06 F 11/20.и ИЛИ первого канала соединены с соответствующими входами первоначальной установки устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения безотказности и ремонтопригодности устройства, в каждый канал его введены RS-триггер, второй элемент И, элемент задержки, два концевых разъединителя, а второй выход резервируемого блока в каждом канале соединен через элемент задержки с сигнальным входом первого ключа, выход элемента контроля соединен с R-входом Rs-триггера, выход формирователя. соединен через первый концевой разъединитель с первыми входами элементов И и ИЛИ данного канала и с R-входом RS-триггера последующего канала, выход RS-. триггера и выход элемента ИЛИ соединены с входами второго элемента И, выход которого соединен с вторыми входами элементов И и ИЛИ последующего канала и через второй концевой разъединитель — с вторыми входами элементов И и ИЛИ данного канала, выход формирователя каждого канала соединен с S-входом RS-триггера предыдущего канала.

1182

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть ис- . пользовано при построении многоканальных систем повышенной надежности, где требуется "горячее" резервирование каналов.

Цель изобретения — повышение безотказности, в частности бесперебойной работы и ремонтопригодности устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Многоканальное устройство для резервирования замещением содержит N идентичных каналов, в каждом из которых содержится резервируемый блок

1, элемент 2 контроля, элемент 3 задержки, первый 4 ключ, элементы 5 И, 6 ИЛИ, RS-триггер 7, второй ключ 8, формирователь 9, вторые элементы 10

И, первые и вторые концевые разъединители 11 и 12, входы 13 и 14 первоначальной установки, выход 15 устройства, шину 16 питания и индикаторы 17 неисправности канала. 25

Устройство работает следующим образом.

Пусть исправной работе резервируемого блока 1 соответствует сигнал

"1" на выходе элемента 2 контроля, 30 а отказу соответствует сигнал "0"; сигнал "1" на управляющем входе ключа 8 является открывающим, а сигнал

"1" на управляющем входе ключа 4 закрывающим. При подаче напряжения питания на общую шину 16 все блоки

1» ...... 1м оказываются отключенными, так как ключи 8 »......8»» закрыты изза отсутствия сигналов "1" на выходах элементов 2»...... 2 N контроля. 40

Включение устройства производится одновременной подачей сигналов первоначальной установки длительностью с на входы 13 и 14; Для обеспечения надежного включения устройства сигналы первоначальной установки должны соответствовать единичному сигналу элемента 2» контроля и иметь длительность »,», большую суммарного времени включения резервируемого блока 1» и 50 срабатывания элемента 2» контроля.

Сигнал первоначальной установки от-. крывает ключ 8», который подает напряжение на шину питания блока 11.

Элемент 2, контроля выдаетсигнал "1", 55 соответствующий исправной работе блока 1.<. Ha выходе элемента 5» И появляется. сигнал "1", так как "1" присут695 ствует на обоих его входах. На выходе элемента 10 И первого канала также появляется сигнал "1". По окончании действия сигналов первоначальной установки ключ 8» удерживается во включенном состоянии за счет curtf 11 нала 1 с выхода элемента 2 » контроля, в результате чего ре з ервируемый блок 1 » в первом канале остается включенным ; сигналы " 1 " на выходе элемента 1 О» И канала сохраняются з а счет сигнала " 1 " с выхода элемента

2 I и 7 » % а сигнал на выходе элемента

5 » 1 0 так к ак снимается сигнал " 1 " первоначальной установки с его второго входа . В результате этого открывается ключ 4 » и выходные сигналы блока 1 первого канала поступают на выход 1 5 усто ойства . При переходе сигнала из " 1 " в

" 0" на выходе элемента 5 » И срабатывает формирователь 9 », который формирует сигнал длительностью, соответствующий единичному сигналу элемента контроля 2 . Для обеспечения нормальной работы устройства длительность сигналов, формируемая формиров ателями 9 », . . . 9 »», должна быть больше суммарного времени включения соответствующих резервных блоков 1 ... 1ц и срабатывания элементов контроля

2 .... ° .. 2»». Ключ 8 во втором канале открывается, и напряжение поступает на резервирующий блок 1», после чего элемент 2 контроля выдает на выход сигнал "1". С появлением на.выходе Формирователя 9» сигнала "1" на выходе элемента 5 И также появляется сигнал "1", который закрывает ключ 4, и сигналы включающегося блока 1 на выход устройства не поступают, т.е. блок 1д второго канала перешел из состояния "холодного"резерва в "горячий" резерв. Формирователь

9 при переходе сигнала на его входе из "0" в "1" не срабатывает, и все последующие каналы остаются не включенными. Таким образом, после подачи сигналов первоначальной уста-. новки образуется пара включенных блоков 1» и 1 в двух каналах. На выход

15 устройства поступают сигналы только с блока 1 первого канала. В оставшихся каналах блоки 1>......1» находятсй в "холодном" резерве.

При отказе любого из блоков 1» или 1 происходит отключение этого блока и образование новой пары вклюг

1182695

55 ченных блоков. Например,-пусть отк, зал блок 1 в первом канале. При этом на выходе элемента 2 контроля появляется сигнал "0", соответствующий неисправности блока 1 . Ключ 8 закрывается и отключает напряжение питания с этого блока. Сигнал "1" с выхода элементов 61 ИЛИ, 101 И также снимается, вследствие чего на выходе элемента 5 И появляется сигнал "0", который открывает ключ 4 во втором канале, и сигналы резервного блока

1 поступают на выход 15 устройства.

Сигнал "1" с выхода формирователя 9 устанавливает бистабильный элемент

7 .в положение выдачи сигнала "4", который остается на выходе элемента

10< И канала 2 и за счет сигнала "1 с выхода элемента контроля 2 исправно работающего второго канала. При переходе сигнала из "1" в "0" на входе формирователя 9 последний срабатывает и вьдает сигйал "1" на управ ляющий вход ключа 8 и первые входы элементов 5 И, бз ИЛИ, переводит бистабильные элементы 7 в состояние выдачи сигнала "1", а 71 — в состо. яние выдачи сигнала "0". В результате происходит открывание ключа 8 и I подключение напряжения питания к блоку 1 третьего канала, а на управляющий вход ключа 4> с выхода элемента

5> И поступает закрывающий сигнал

"1", который запрещает прохождение сигналов включающегося блока 15 третьего канала на выход 15 устройства.

По окончании сигнала "1" с формирователя 9 сигнал "1" на управляющем входе ключа 8 и на первых входах элементов 5 И, 6 ИЛИ поддерживается за счет сигнала "1" с выхода элемента

25 контроля. Таким образом, работает пара каналов — второй и третий, при- . чем к выходу устройства подключен только блок 1 второго канала, неисправный блок 1 первого канала отклю1 чен, отключенными остаются и все ос-тальные блоки, т.е. остались в "холодном"резерве. Если включающийся блок 15 в третьем канале оказывается неисправным, т.е. элемент 2ч контроля выдает сигнал "0" то после окончания сигнала "1" с формирователя 9 на управляющем входе ключа 8>, через который подается питание на блок 1» и на первом входе элемента 55 И появляется сигнал "О". Ключ 8 з закрывается и о ключает напряжение пита5

1О

35 ния с неисправного блока 1 . На выходе элемента 55 И сигнал из "1" переходит в "0", при этом срабатывает формирователь 9> и вьдает сигнал "1". на включение блока 14 и прохождение сигнала "1" с элемента 75 через 10э г

И в четвертый канал. Таким образом образуется пара работающих каналов, при этом, если блок 1 во включающемся канале оказывается неисправным, то этот блок отключается и происходит включение последующего блока до тех пор,пока не образуется пара исправных каналов. Устройство обеспечивает. выдачу сигналов потребителю до тех пор, пока остается исправным хотя бы один блок 1, при этом время переключения устройства на работу.от блока 1, находящегося в горячем резерве, определяется только быстродействием логических элементов 5 И, 6 ИЛИ, 10

И ключей 4 и 8; "быстродействие" эле-. мента 2 контроля, с введением элемента 3 задержки компенсировано, т.е. в памяти элемента 3 задержки в момент переключения съема сигналов находится еще достоверная информация, так как время анализа состояния блока 1 элементом 2 контроля меньше или равно времени задержки информации в элементе 3. Перевод блока 1 из состояния холодного резерва в "горячий" на работу потребителя не влияет, так как сигнал запрета на ключ 4 включающегося канала поступает раньше, чем включается резервный блок 1 в этом канале. Из блок-схемы устройства следует, что изъятие любого неисправного канала из устройства для ремонта с последующей установкой .не влияет на функционирование устройства, т.е. при изъятии канала его входные межканальные связи блокируются концевыми разъединителями 11 и 12.

При включении последнего блока 1 в работе на выходную линию 15 его сигналы взаимодействия поступают на соответствующие входы элементов 5,1 И, 6 ИЛИ первого канала и т.д. Процесс поиска пары каналов может идти "по кругу" до работающего блока 1, где он останавливается,. не нарушая работу оставшегося одного, исправного ка. нала. После остановки автопоиска исправного канала и установки исправных каналов устройство требует пере-, запуска для его функционирования по заданному алгоритму. В данное устрой

1182695

ВНИИПИ, Заказ 6123/57 Тираж 793 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 ство целесообразно ввести индикатор неисправности в каждом канале, по которому производить-восстановительный ремонт или замену неисправньгх ка. налов. В качестве концевых разъецинителей 11 и 12 могут быть использованы оптроны, герконы или другие эле« менты коммутации, датчиками для них может использоваться пара контактов разъема или совокупность светодиодфотодиод — заслонка, плавающая между ними и др. В.устройстве условно не показана начальная установка исходного состояния, которая заключается в установке бистабильного элемента

7 " канала N в положение выдачи сигнала " О ", состояние других элементов каналов автомати чески устанавливается в исходное положение.

Применение изобретения позволяет обеспечить работу устройства в непрерывном режиме путем замены или ремонта отказавших блоков, не выключая устройства и не повторяя запуска, т.е. не нарушая работу устройства. Следовательно, количество резерв ных каналов может быть ограничено

10 с учетом времени наработки на отказ блоков канала и времени восстановления неисправности канала; потребителю будет поступать достоверная информация и в течение времени анализа и принятия решения элементом контроля блока канала; устройство функционирует с частичной комплектацией каналов, так как цепи взаимодействия каналов при изъятии любого канала

20 из устройства сохраняются за счет концевых разъединителей.