Устройство для ввода аналоговой информации

 

Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами для ввода в ЭВМ информации от большого количества датчиков. Целью изобретения является увеличение пропускной способности устройства в условиях отказа отдельных блоков. Устройство содержит блок управления, три блока коммутации, блок переключателей, блок ключей, группу аналого-цифровых преобразователей и группу усилителей. Для достижения цели ЭВМ с помощью устройства для ввода аналоговой информации осуществляет диагностику всех каналов информации и основных блоков устройства. В случае исправности всех каналов ЭВМ начинает подключать для опроса информационные входы устройства по количеству имеющихся каналов N. В случае определения неисправности в одном из каналов обработки ЭВМ начинает подключать для опроса по N -1 информационных входов по оставшимся в наличии исправным каналам, при отказе двух каналов ЭВМ ведет обработку информации по N -2 оставшимся каналам. В процессе диагностики ЭВМ выясняет, какой блок, нормирующий усилитель или АЦП в каком из каналов отказал. В случае отказа одного из каналов по нормирующему усилителю, а любого другого по аналого-цифровому преобразователю устройство не исключает из работы оба эти канала, а перекоммутирует обрабатываемые сигналы так, что сигнал после обработки в нормирующем усилителе канала, в котором вышел из строя аналого-цифровой преобразователь, попадает на обработку в канал, в котором отказал нормирующий усилитель, но остался исправным аналого-цифровой преобразователь.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1520501

А1 (5ö 4 С 06 Р 3/05

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ- СССР (21) 4131421/24-24 (22) 20.06.86 (46) 07.11.89. Бюл. Ы» 41 (71) Харьковский институт радиоэлектроники им. акад.М.КеЯнгеля (72) 3 ° В. Ивановская, Д.К. Михнов, А.10. Сергеев и А.В. Канов (53) 681.32(088.8) (56) Логическая компоновка систем на базе процессора М-6000 АСВТ-M.

Руководящий технический материал.

Северодонецк, 1972, с. 79-90.

Авторское свидетельство СССР

В 1128241, кл. С 06 F 3/04. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА АНАЛОГОВОЙ

ИНФОРМАЦИИ (57) Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами для ввода в ЭВМ информации от большого количества датчиков. Целью изобретения является увеличение пропускной способности устройства в условиях отказа отдельных блоков.

Устройство содержит блок управления, три блока коммутации, блок переключателей, блок ключей, группу аналогоцифровых преобразователей и группу усилителей. Для достижения цели

ЭВМ с помощью устройства для ввода

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами для ввода в ЭВМ информа2 аналоговой информации осуществляет диагностику всех каналов информации и основных блоков устройства. В случае исправности всех каналов ЭВМ начинает подключать для опроса информационные входы устройства по количеству имеющихся каналов и. В случае определения неисправности в одном из каналов обработки ЭВМ начинает подключать для опроса по и-1 информационных входов по оставшимся в наличии исправным каналам, при отказе двух каналов ЭВМ ведет обработку информации по и-2 оставшимся каналам.

В процессе диагностики ЭВМ .выясняет, какой блок, нормирукнций усилитель или

АЦП в каком из каналов отказал. В случае отказа одного из каналов по. нормирующему усилителю, а любого другого по аиапого-цифровому преобравова- а телю устройство не исключает из работы оба эти канала, а перекоммутирует обрабатываемые сигналы так, что сигнал после обработки в нормирующем усилителе канала, в котором вышел из строя аналого-цифровой преобразователь, попадает на обработку в ка-. нал, в котором отказал нормирующий О усилитель, но остался исправным аналого-цифровой преобразователь. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. ции от большего количества датчиков.

Цель изобретения — увеличение пропускной способности устройства в условиях отказа отдельных блоков.

1520501

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2— функциональная схема третьего блока коммутации; на фнг. 3 — функциональная схема блока управления..

Устройство содержит (фиг. 1) блок

1 управления, первый блок 2 коммутации, блок 3 переключателей, второй блок 4 коммутации, группу нормирующих усилителей 5, блок б ключей, группу аналого-цифровых,преобразователей 7, третий блок 8 коммутации.

Дополнительно на фиг. 1 показан блок 9 источников эталонных сигналов.

Третий блок коммутации содержит (фиг. 2) первую 10 и вторую 11 группы реле с контактами 12-23. Блок . управления содержит (фиг. 3) первую 20

24 и вторую .25 группы усилителей, первый элемент ИЛИ 2б, первый элемент И 27, первый элемент HE 28, второй элемент ИЛИ 29, второй 30, третий 31, четвертый 32, пятый 33, шестой 34 и седьмой 35 элементы И, второй элемент HK 36 и регистр 37.

Сигналами с ЭВИ H 1TpH помощи источников эталонных сигналов производится диагностика всех каналов и основных отдельных блоков устройства. В случае исправности acez каналов устройства ЭВМ начинает подключать для опроса информационные входы устройства по квличеству имеющихся каналов и, в с., ае онределения неисправности в одном из каналов обработки ЭВМ начинает подключать для опроса по (n-1) информационных „0 входов по оставищмся в наличии исправным каналам, при отказе двух каналов ЗВМ ведет обработку информации о (и-2) оставшимся каналам. В процессе диагностики ЭВМ выясняет, какой блок, нормируюпрлй усилитель или

АЦП в каком из каналов отказал. В случае отказа одного из каналов по нормирующему усилителю, а любого другого по аналого-цифровому преобразователю устройство не исключает из работы оба эти канала, à нерекоююутирует обрабатываемые сигналы таким образом, что сигнал после обработки в нормирующем усилителе канала, в котором вышел из строя аналого-циф55 ровой преобразователь, попадает на обработку в канал, в котором отка-. зал нормирующий усилительр НО остался исправным аналого-цифровой преобразователь.

Устройство работает следующим образом.

Сигналами с ЭВИ через блок 3 к входам нормирующих усилителей (НУ)

5 подключаются эталонные источнихи блока 9. ЭВИ, приняв с выходов АЦП 7 сигналы, сравнивает их с сигналами, записанными в ее памяти. В случае совпадения всех сигналов, что говорит об исправности всех каналов, ЭВМ через блок 2 подключает первые четыре датчика ко входам НУ 5. Преобразование информации идет сразу во всех четырех каналах, по окончании которого ЗВИ принимает сигналы с выходов АЦП 7 и подключает следующие четыре датчика и т.д. до окончания опроса.

В случае отказа одного из канаЛов„ признаком чего служит несовпадение контрольного сигнала с сигналом, эалисанным в памяти, ЗВИ.определяет в каком из устройств канала произошел отказ. Для этого сигналом с ЗВИ, поступающим на пятый вход блока 1 через буферные усилители

25, входы всех АЦП 7 отсоединяются от выходов блока 8, после чего проверяется работоспособность всех ЛЦП по их собственным эталонным сигналам. После определения неисправного устройства. ЗВИ запоминает состояние устройств и вырабатывает управляющие сигналы, по которьм блок 1 выдает . сигнал на срабатывание первой группы реле блока 3. Блок 3 подключает свои

4-, 7- и 10-й информационные входы к своему первому выходу, 5-, 8- и 11-й. входы к второму выходу, 6-., 9- и

12-й входы к третьему выходу, т.е. обеспечивается подключение к каждому выходу по три датчика. В зависимости от того, какое устройство отказало, блок 1 выдает сигнал на соответствующее реле блока 4, при отказе, например, НУ первого какала соединяется первый вход блока 4 с четвертым. его выходом. При отказе НУ второго канала соединяется второй вход с третьим„ а третий вход с четвертым выходами блока 4. При отказе НУ третьего, канала соединяется третий вход блока 4 с его четвертым выходом. При отказе

НУ четвертого канала коммутация входов блока 4 остается без изменений .

1520501

При отказе НУ двух любых каналов по сигналу с ЗВМ блок 1 управления включает соответствующее реле блока

3, соединяя соответствующие входы

5 блока 3 с его первым н вторым выходами, т.е. обеспечивая одновременное подключение только двух датчиков в зависимости от того в каких каналах отказали НУ, блок 1 управления 10 включает соответствующие реле блока

4, соединяя его первый и второй входы с соответствующими выходами, например при отказе первого и второго каналов соединяются первый вход блока 415 с его четвертым выходом, а второй вход — с третьим выходом.

Если произошел отказ только АЦП и все НУ остались в работоспособном состоянии, а также если АЦП отказал 20 (отказали) в том (тех) канале, в котором отказал НУ, алгоритм работы устройства соответствует описанному (когда отказал только НУ).

Коды 1 2 3 4 Входы 50

11 1 2 3 4

10 3 4 1 2

01 2 1 4

00 4 3 2

3 Выходы

Блок 1 управления работает следующим образом.

При отказе АЦП и НУ в разных каналах ЭВМ кроме действий, описанных и выполняемых в соответствии с отказавшими НУ, заносится в регистр 37 слова состояния блока 1 соответству- 30 ющий код, т.е., обеспечивая передачу информации в блоке 8 таким образом, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность устройства. Например, при отказе НУ 5 в первом и втором каналах и отказе АЦП в третьем

35 канале в регистр 37 записывается код

10, который обеспечивает включение только первой группы реле.10 блока 8.

При этом информация, снятая с третье- 40 го и четвертого исправных НУ, обрабатывается на первом и втором АЦП соответственно. Таким образом, обеспечивается работоспособность устройства в ситуации когда известное ует-

45 ройство уже не работоспособно. Соот ветствие между входами и выходами блока 8 при различных значениях слова состояния имеет следующий вид.

В зависимости от номера отказавшего канала из ЭВМ поступает, сигнал на один из первых четырех входов. блока при одном отказавшем канале или на два входа из первых четырех при двух отказавших каналах, при этом номер входа, на который поступает сигнал, соответствует номеру отказавшего канала. Этот (зти) сигнал через, группу усилителей 24 блока 1 поступает на соответствующие реле блока 4, этот же сигнал через элемент. ИЛИ 26 и первый элемент И 27 при отказе одного канала поступает в блок 3, включая первую группу реле. При поступлении от ЭВМ двух сигналов (отказ двух каналов) на выходе одного из элементов

И 30-35 появляется сигнал, который через элемент ИЛИ 29 поступает в блок

3, включая вторую группу реле. Одновременно сигнал с выхода элемента

ИЛИ 29 через первьпr элемент НЕ 28 запрещает прохождение сигнала на вход блока 3 через элемент И 27. По пятому входу блока 1 от ЭВМ поступает сигнал, которьп через группу усилителей 25 отключает выходы всех НУ от входов АЦП. По спаду сигнала, приходящего на пятый вход блока 1 и проходящего через второй элемент

НЕ 36, происходит запись слова состояния, предварительно устанавливаемого ЭВМ на шестом и седьмом входах блока 1>в регистр 37. Код,сохраняющийся в регистре 37 до очередной диагностики АЦП, поступает на вход блока 8 коммутации, включая первую 10 и вторую 11 группы реле таким образом, чтобы обеспечить соединение вьгсодов НУ с входами АЦП в зависимости от результатов диагностики

Блок 6 ключей представляет собой набор из 4 не связанных между собой реле с нормально замкнутыми контактами.

Блок источников эталонных сигналов представляет собой набор источников эталонных сигналов с неизменяемой величиной, В простейшем случае это резистивный делитель.напряжения с отводами в нескольких точках. При4ем максимальная величина напряжения, снимаемого с делителя, должна соответствовать максимальной величине напряжения, вырабатываемой на выходе используемых датчиков. НУ должны преобразовывать диапазон на1520501 пряжений на выходе датчиков и диапазон напряжений обрабатываемых АЦП. Это могут быть усилители с линейной передаточной характеристикой.

Формула иэ обретения.

1. Устройство для ввода аналоговой информации, содержащее блок управле- 10 ния, первый и второй блоки коммутации, 1 блок переключателей, блок ключей, группу нормирующих усилителей, группу аналого-цифровых преобразователей, информационные входы первого .блока 13 коммутации являются информационными входами устройства, его управляющие входы являются управляющими входами первой группы устройства, а выходы . соединены с информационными входами 20 первой группы блока переключателей, вторая группа информационных.входов которого является входами эталонных сигналов устройства, выходы блока переключателей соединены с информационными входами вт thoro блока коммутации, выходы которс го соединены с входами группы нормирующих усилителей, входы блока управления являются управляющими входами второй группы 30 устройства, выходы первой и второй групп блока управления соединены с входами управления блока переключателей и второго блока коммутации соответственно, выходы блока ключей соединены с входж ". аналого-цифровых преобразователей группы, выходы которых являются информационными выходами устройства, входы управления группы аналого-цифровых преобразователей, 40 являются управляющими входами третьей группы устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения пропускной способности устройства в условиях отказа отдельных блоков, 45 в него введен трети блок коммутации, информационные входы которого соединены с выходами группы нормирующих усилителей, выходы соединены с информационными входами блока ключей, выI ходы третьей и четвертой групп блока управления соединены с входами управления третьего блока коммутации и блока ключей соответственно.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит регистр, две группы усилителей, два элемента ИЛИ, семь элементов И, два элемента НЕ, вход первого усилителя первой группы и первые входы второго, третьего и четвертого элементов И и первого элемента ИЛИ являются первым входом блока, вход второго усилителя первой группы, вторые входы первого элемента ИЛИ и второго элемента И, первые входы пятого и шестого элементов И являются вторым входом блока, вход третьего усилителя первой группы, третий вход первого элемента ИЛИ и вторые входы третьего, пятого и седьмого элементов

И являются третьим входом блока, вход четвертого усилителя первой группы, четвертый вход первого элемента ИЛИ, вторые входы четвертого и шестого элементов-И и первый вход седьмого элемента И являются четвертым входом блока, входы усилителей второй группы и вход второго элемента НЕ являются пятым входом блока, первый и второй информационные входы регистра являются соответственно шестым и седьмым входами блока, выходы усилителей первой и второй групп являются выходами соответственно второй и четвертой групп блока, выходы регистра являются выходами третьей группы блока, выходы элементов И с. второго по седьмой соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого через первый элемент НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выходы первого элемента И и второго элемента ИЛИ являются выходами первой группы блока, вход синхронизации регистра сое-. динен с выходом второго элемента НЕ.

1520503

1520501

l с 4с ф 4

Ъ

1ъь

) Ь фф

Ъ

° 4 %

\

1 ф ц. 1 с;у ь ъЬ ф -ь

© ф

Составитель A. Трунов

Корректор Л. Патай

Редактор В. Данко Техред А.Кравчук

Заказ 6758/49 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101