Устройство для контроля датчиков дискретных сигналов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и применяется для уплотнения и передачи информации от датчиков дискретных сигналов к устройствам обработки в сложных информационных и управляющих цифровых вычислительных системах. Целью изобретения является повышение надёжности и достоверности результатов контроля. Устройство содержит матрицу 1 коммутирующих узлов 2 связи, расположенных на пересечении управляющих 3 и информационных 4 шин, блок 5 опроса с входом 6, блок 7 приема

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 08 С 19/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMVITET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1354230 (21) 4762476! 24 (22) 27;11.89 (46) 07;02.92. Бюл. bh S (71) Государственный всесоюзный центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (72) Э.M.Змазнев, В.А.Алания и Н.Д.Чкония (53) 621.398(088.8) (56) Коммутатор дискретных сигналов входной А622-10 (2.148.009. РЭ), — М.: МПСАСУ, 1977.

Авторское свидетельство СССР

М 1354230. ,кл. G 08 С 19/16, 1986.

Я2ы 1711215 А2

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДАТЧИКОВ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и применяется для уплотнения и передачи информации от датчиков дискретных сигналов к устройствам обработки в сложных информационных и управляющйх цифровых вычислительных системах. Целью изобретения является повышение надежности и достоверности результатов контроля. Устройство содержит матрицу 1 коммутирующих уЗлов

2 связи, расположенных на пересечении уп- . равляющих 3 и информационных 4 шин, блок 5 опроса с входом 6, блок 7 приема

1711215 информации с выходами 8 и 9, второй блок

10 приема информации с выходом 11, Для повышения надежности и достоверности в первый блок 7 приема информации введены блок диагностики состояния и элемент ИЛИ, Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и применяется для уплотнения и передачи информации от датчиков дискретных сигналов к устройствам обработки в сложных информационных и управляющих цифровых вычислительных систем (ИУВС), и является усовершенствованием изобретения по основному авт.св. М 1354230.

Известно устройство для контроля датчиков дискретных сигналов, содержащее матриЦу коммутирующих узлов связи, находящихся на пересечении информационных и управляющих шин, блок опроса и блок приема информации, входы и выходы которых являются соответственно входом и выходом устройства для сопряжения с

ЭВМ.

Недостатком устройства является малая достоверность ввода сигналов дискретных датчиков и невозможность резервирования для повышения достоверности и надежности контроля.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля дискретных сигналов.

Устройство содержит матрицу коммутирующих узлов связи, находящихся на пересечении информационных и управляющих шин, блок опроса, выходы которого соединены с управляющими шинами матрицы, первый блок приема информации, входы которого соединены с информационными шинами матрицы, второй блок приема информации, входы которого соединены с управляющими шинами матрицы, а входы и

- выходы указанных блоков являются входом и выходом устройства"для связи с ЭВМ через интерфейс связи.

Данное устройство обладает достаточной простотой, однако не позволяет обнаруживать отказы датчиков дискретных сигналов типа "залипание" или "окисление" контактов, обрыв или короткое замыкание в линиях связи с датчиком, отказ информационных приемных каналов устройства. Это не позволяет без специальных дополнительных мер применять данное устройство для построения высоконадежных систем контроля и управления. в коммутирующий узел 2 связи — три оптрона, а датчик дискретного сигнала выполнен в виде двухпозиционного датчика с замыкающимся и размыкающимся контактами. 1 табл., 8 ил, Целью изобретения является повышение надежности и достоверности контроля дискретных сигналов.

Для достижения поставленной цели в

5 устройстве для контроля датчиков дискретных сигналов по авт,св. М 1354230 первый блок приема информации содержит элемент индикации, группу ключей, элемент

ИЛИ и группу узлов диагностики состояния

10 датчиков, четыре входа каждого из которых соединены с выходом соответствующих ключей группы блока, а выходы — с входами элемента ИЛИ, выход которого связан с входом элемента индикации и выходом блока, 15 выходы и информационные входы ключей группы соединены соответственно с группой выходов и информационными входами блока, выход первого блока приема информации является соответствующим выхо20 дом устройства, каждый коммутирующий узел связи включает четыре оптрона, первые выводы светодиодов которых через ограничивающие резисторы соединены с управляющим входом узла, вторые выводы

25 светодиодов первого и второго оптронов через первый разделяющий диод и замыкающий контакт контролируемого датчика связи с шиной питания, вторые выводы светодиодов третьего и четвертого оптронов

30 через второй разделяющий диод и размыкающий контакт контролируемого датчика и подключены к шине питания, первые и вторые выводы фотоприемников всех оптронов соединены соответственно, с шиной

35 нулевого потенциала и с информационными выходами узла, причем каждый узел диагностики состояния датчиков включает шесть элементов И, два элемента ИЛИ-НЕ, элемент. ИЛИ и элемент индикации, вход ко40 торого соединен с выходом узла и выходом элемента ИЛИ, входы которого связаны с выходом элементов ИЛИ вЂ” НЕ и пятого и шестого элементов И, первые входы пятого и шестого элементов И и входы первого элемента ИЛИ45 НЕ подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, вторые входы пятого и шестого элементов И-и входы второго. элемента ИЛИ-ME соединены соответственно с выходами третьего и чет50 вертого элементов И, прямые входы первого и инвертирующие входы второго эле1711215 ментов И связаны с первым и вторым входами узла, прямые входы третьего и инвертирующие входы четвертого элементов подключены к третьему и четвертому входам узла. 5

На фиг. 1 представлено устройство; на фиг. 2 — функциональная схема блока приема информации; на фиг. 3 — схема транзи- сторного ключа блока приема информации; на фиг,4 — схема коммутирующего узла свя- 10 зи; на фиг. 5 — функциональная схема блока диагностики; на фиг. 6 — схема блока опроса; на фиг, 7 — схема второго блока приема информации; на фиг. 8 — пример сопряжения устройства через интерфейс "ИУС" с 15 микропроцессором.

Устройство содержит матрицу 1 коммутирующих узлов 2 связи, управляющие 3 и информационные 4 шины, блок 5 опроса с входами 6, блок 7 приема информации с 20 выходами 8 и 9, второй блок 10 приема информации с выходами 11.

Блок 7 приема информации (фиг. 2) содержит ключи 12, блоки 13 диагностики состояния (датчиков), элемент ИЛИ 14 с 25 . элементом 15 индикации.

Ключ 12 (фиг. 3) содержит транзисторный ключ 16 с элементом 17 индикации.

Коммутирующий узел 2 связи (фиг, 4) содержит оптрон 18-21, элемент 22 индика- 30 ции, разделительные диоды 23 и резисторы

24, разомкнутый 25-1 и замкнутый 25-2 контакты датчика 25 дискретного сигнала.

Блок 13 диагностики состояния (фиг. 5) содержит первый 26, второй 27, третий 28 и 35 четвертый 29, пятый 30 и шестой 31 элементы И, первый 32 и второй 33 элементы ИЛИНЕ, элемент ИЛИ 34 и элементы 35-39 индикации.

Блок 5 опроса (фиг. 6) содержит ключи 40

40, содержащие транзисторный ключ 41, в цепь которых включены оптронная пара 12 и тумблер 43. Выход каждого оптрона 42 является соответствующим выходом блока5 и соединен с управляющей шиной 3, а 45 вход ключа 40 соединен с входом блока 5 и является соответствующим входом устройства.

Вход блока 5 служит для подключения . (при необходимости) устройства управ- 50 ления и логической обработки сигналов дискретных датчиков, например, микро- процессора. В соответствии с позиционным кодом на входах блок 5 обеспечивает выбор соответствующей группы датчиков дискрет- 55 ных сигналов. Автономный опрос группы датчиков осуществляется включением тумблера 43 соответствующего ключа 40.

Второй блок 10 приема информации (фиг, 7) содержит ключи 12 с оптронами 45.

Входом оптрона 45 являются соответственно входы блока 10, соединенные с управляющими шинами 3, выходы ключей 12 являются вторым информационным выходом устройства. Блок 10 функционально предназначен для приема, индикации и передачи кода. состояния адреса, выбранный для опроса l-й группы датчиков дискретных сигналов, на выходы 11 устройства.

Блок 7 приема информации функционально обеспечивает прием. индикацию и передачу кода состояния датчиков дискретных сигналов на выходы 8 устройства с признаком недостоверности на выходе 9, который вырабатывается блоками 13 диагностики в случае каких-либо нарушений в работе устройства.

Исходный код состояния датчиков 25 дискретных сигналов может быть прочитан, например, на элементах 17 индикации всех первых ключей 12 каждой I-й группы блока

7 и на элементе 22 узла 2 связи (фиг. 4). При этом замкнутое положение контакта соответствует логической "1" на выходе соответ-. ствующего ключа 12. Остальные три информационных выхода каждой l-й группы ключей блока 7 служат для получения дополнительной информации, необходимой. для анализа достоверности принимаемого кода. и диагностики элементов устройства, В случае нарушений в каком-либо информационном канале устройства на выходе 9 вырабатывается обобщенный сигнал недостоверности Х14, что отражается соответствующим состоянием элемента 15 индикации блока 7, а на выходе элемента 34, соответствующего i-ro канала — сигнал недостоверности канала, что отражается соответствующим состоянием элемента 39 индикации с детализацией результатов диагностики нарушений на элементах 35-38 индикации.

Анализ кода на достоверность и сигнал недостоверности Х14 формируется согласно следующей системы логических выражений в ДНФ:

П

X14=V х4VX 7VХ4з VX)g VXI10VХ 1, I =1

Х2o=xi-1 & Xi-г:

ХИ= Х1-1 & Х1-2, X 28 = Xi-3 & Х1-4 (1)

Х 29 = Хьз & Х!-4, Хзо= Хж & Хгв:

Х31 = X27 & Х29, где Х k — значение логического сигнала на выходе k-го блока (элемента);

XI — J — логическое значение сигнала на

J-м 0 = 1-4) информационном входе блока каждой I-й (I = 1 — nj группы.

Ниже приведена таблица состояний логических сигналов на входах и выходах элементов блоков 14 и 13 при различных типах нарушений.

Для работы устройства в состав ИУВС (под управлением микропроцессора) входы

6 и.выходы 8,9 и 11 устройства должны быть соединены через интерфейс связи с микроп роцессором.

Устройство работает следующим образом, B исходном состоянии при отсутствии сигналов, соответствующих логической "1", на входах 6 блока 5 ключи 40 блока закрыты, а ключи 12 блоков 7 и 10 открыты. При необходимости контроля какой-либо, например первой, группы датчиков дискретных сигналов, подают на соответствующий (первый) вход 6 блока 5 опроса сигнал, соответствующий логической "1", для чего. (в случае автономного управления устройством) включают тумблер.43 первого ключа 40 блока 5. Ключ 41 открывается и, возбудив оптрон 42, открывает его. Первая группа коммутирующих узлов 2 переходит в открытое состояние. Одновременно с этим оптрон

45 соответствующего (первого) клк ча 44 второго блока 10 приема информации возбудится и. переведет соответствующий ключ 12 в закрытое состояние. На первом .выходе блока 10 появляется сигнал, соотл ветствующий логической "1", что говорит об опросе первой группы датчиков дискретных сигналов. Это состояние отражается элементом индикации ключа 12 блока. В соответствии с выбором первой группы коммутирующих узлов 2 связи на выходе 8 блока 7 установятся логические сигналы "1" или ."0", определяемые током фотоприемников оптронов в соответствии с. замкнутым или разомкнутым состоянием контактов датчиков 25 дискретных сигналов, о чем . свидетельствует соответствующее состояние элементов 17 индикации на соответствующих ключах 12 блока 7. Одновременно на выходах 9 блока 7 по результатам анализа блоком 13 диагностики состояния входного кода в соответствии с (1) сформируется значение сигнала Х14 (истинности), полученного на выходах 8. Если принятый код недостоверен. то элементы 15 и 39 индикации соответствующего блока 13 возбудятся, указывая на отказавший «анал, а элементы 35-38 индикации соответствующего блока 13 будут отражать причину недостоверности. Так, элемент 35 возбудится в случае обрыва линии связи (или окисления контактов датчика 25), эле- . мент 38 — в случае короткого замыкания;.а элементы 36 и 37 — в случае отказа соответствующих оптронов.

5 Такий образом, за счет изменения конструкции коммутирующего узла связи и блока приема информации; введения блока диагностики и новых связей в предлагаемом устройстве обеспечивается по сравнению с

10 известным повышение надежностй и достоверности контроля датчиков дискретных сигналов.

Формула изобретения

15 Устройство для контроля датчиков дискретных сигналов по авт.cs. СССР ЬЬ 1354230, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целыоповышения надежности устройства и достоверности результатов контроля, первый

20 блок приема информации. содержит элемент индикаций, группу ключей, элемент

ИЛИ,и группу узлов диагностики состояния . датчиков; четыре входа каждого из,которых соединены с выходами соответствующих

25 ключей группы блока, а выходы - с входами элемента ИЛИ, выход которого связан с . входом элемента индикации и выходом блока, выходы и информационные входы ключей группы соединены соответственно

30 с группой выходов и информационными входами блока, выход первого блока приема информации является соответствую-. щим выходом устройства, каждый . коммутирующий узел. связи включает четы35 ре оптрона, первые выводы светодиодов которых через ограничивающие резисторы соединены с управляющим входом узла, - вторые выводы. светодиодов первого и второго оптронов через первый разделяющий

40 диод и замыкающий контакт контролируе-. мого датчика связан.с шиной питания, вторые выводы светодиодов третьего и четвертого оптронов через второй разделяющий диод и размыкающий контакт кон45 тролируемого датчика подключены к шине питания, первые и вторые выводы фотоприемников всех. оптронов. соединены соответ-. ственно с шиной нулевого потенциала и с информационными выходами узла,:при- ..

50 чем каждый узел диагностики состояния датчиков включает шесть элементов И, два элемента ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ и элемент индикации, вход которого соединен с выходом узла и выходом элемента ИЛИ, 55 входы которого связаны с выходом элементов ИЛИ-НЕ и пятого и шестого эле-ментов И, первые входы пятого и шестого элементов И и входы первого элемента

ИЛИ-НЕ подключены соответственно с выходом первого и второго элементов И, вто1711215

9 .: . 10 рые входы пятого и шестого элементов :И. и ментов И связаны с первым и вторым входавходы второго элемента ИЛИ-НЕ средине- ми узла, прямые входы третьего и-инверти-. ны соответственно с выходами третьего;и рующие входы:четвертога элементов И четвертого элементов И. прямые входы пер - . подключены к третьему и четвертому ахового.и инвертирующие "входы второго зле= 5 . дам:узла, 1711215

1711215

1711215

Составитель Э. Змазнев

Техред М.Моргентал Корректор О. Кундрик

Редактор M. Янкович

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

Заказ 343 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-З5, Раушская наб., 4/5