Система автоматизированного контроля

 

Изобретение относится к промышленности средств связи и может быть использовано при построении телевизионной (ТВ) аппаратуры в качестве встроенных средств автоматизированного контроля и диагностирования. Целью изобретения является повышение надежности путем сокращения числа проводов линий связи между разнесенными между собой устройствами ТВ-аппаратуры. Система автоматизированного контроля содержит N блоков 1.1, . . . , INʹ контроля, соединенных двухпроводными линиями 2.1 - 3.1, . . . , 2N - 3N связи с центральным блоком 4, содержащим генератор 5 импульсов, формирователь синхросигналов сигналов линии 6, формирователи 7.1, . . . , 7.Nʹ, индикатор 8 вызова, селектор 9 информационных импульсов, блок 10 индикации состояния выбранного направления. Каждый из N блоков контроля содержит датчики-преобразователи, многоканальный коммутатор, счетчик с дешифратором, функциональный преобразователь, ключ, формирователь управляющих импульсов, диод и конденсатор. Индикатор 8 вызова содержит N блоков 8 - 1 - 1, . . . , 8 - 1 - N контроля линии, формирователь 8.2 строба, дешифратор 8.3 приоритета, блок 8.4 выбора направления, указатель 8.5 выбранного направления. 4 з. п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к промышленности средств связи и может быть использовано при построении телевизионной аппаратуры со встроенными средствами автоматизированного контроля и диагностирования.

Одним из основных требований, предъявляемых к средствам встроенного контроля, является повышение надежности при снижении веса, габаритов, потребляемой мощности и сохранении заданных точности и достоверности.

Известна система автоматизированного контроля параметров радиоэлектронной аппаратуры [1] , содержащая центральный блок управления, блок памяти, регистры обмена, адреса, прерываний, дешифратор станций, блок сравнения и регистр запуска, а также n рабочих постов, каждый из которых содержит многоканальный коммутатор параметров, элементы ИЛИ, регистр готовности, регистры верхних и нижних значений, дешифратор адреса, реверсивный счетчик, блок анализа.

Недостатком этой системы является низкая надежность работы, обусловленная сложностью построения и большим количеством проводов линий связи.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является система дистанционного контроля [2] , содержащая на центральном пункте управления двоичный счетчик со схемой управления, мультиплексер, n передающих шин, к которым подключены датчики через соответствующие k блоков контроля, общую шину контроля, к которой подключены первые информационные входы множества триггеров по числу первичных датчиков, вторые информационные входы подключены к выходам двоичного счетчика.

Недостатком этой системы является низкая надежность, обусловленная большим количеством проводов связей при увеличении числа датчиков и информационной емкости системы.

Целью изобретения является повышение надежности путем сокращения аппаратурных затрат и числа проводов линий связи.

Цель достигается тем, что в предлагаемой системе автоматизированного контроля, содержащей N разнесенных блоков контроля с датчиками первичной информации от объекта контроля, а в центральном блоке генератор импульсов, предусмотрены следующие отличия. В каждый из N блоков контроля введены многоканальный коммутатор, счетчик с дешифратором, формирователь управляющих импульсов, функциональный преобразователь, ключ, резистор и конденсатор, а в центральный блок - N формирователей сигналов линии по числу блоков контроля, формирователь синхросигналов, индикатор вызова, селектор информационных импульсов, блок индикации состояния выбранного направления. При этом должны быть выполнены следующие соединения. Каждый из N блоков контроля необходимо соединить с центральным блоком соответствующей двухпроводной линией связи. Первый провод каждой линии связи необходимо соединить с соответствующим входом индикатора вызова. Второй провод каждой линии связи необходимо соединить с общим проводом центрального блока.

В каждом из N блоков контроля выход многоканального коммутатора необходимо соединить с первым входом функционального преобразователя, выход которого необходимо соединить с входом управления ключом. Ключ необходимо включить между анодом диода и вторым проводом линии связи. Вход питания функционального преобразователя необходимо соединить с катодом диода, а общий провод - с вторым проводом линии связи. Вход формирователя управляющих импульсов необходимо соединить с анодом диода, первый выход - со счетным входом счетчика, второй выход - с входом разрешения дешифратора и вторым входом функционального преобразователя, а третий выход - с входом сброса счетчика. Вход питания формирователя управляющих импульсов необходимо соединить с катодом диода, а общий провод - с вторым проводом линии связи.

Формирователь управляющих импульсов в каждом из N блоков контроля необходимо выполнить на основе одновибратора, инвертора, элемента задержки и логического элемента И-НЕ. Вход формирователя управляющих импульсов необходимо соединить через ограничительный резистор с входом инвертора. Выход инвертора необходимо соединить с первым выходом формирователя управляющих импульсов, с входом одновибратора и первым входом элемента И-НЕ. Выход элемента И-НЕ необходимо соединить с третьим выходом формирователя управляющих импульсов, а второй вход - с выходом элемента задержки. Вход элемента задержки необходимо соединить с выходом одновибратора и вторым выходом формирователя управляющих импульсов.

В центральном блоке выход каждого из N блоков формирования сигнала линии необходимо соединить с первым проводом соответствующей двухпроводной линии связи и соответствующим входом индикатора вызова. Выход генератора импульсов необходимо соединить с входом формирователя синхроимпульсов. Первый и второй выходы формирователя синхроимпульсов необходимо соединить с первыми и вторыми входами формирователей сигнала линии соответственно, а третий и четвертый выходы - с вторым и третьим входами селектора информационных импульсов. Выходы селектора необходимо соединить с входами блока индикации состояния выбранного направления, а первый вход селектора -- с выходом индикатора вызова. Вход стробирования индикатора вызова необходимо соединить с третьим выходом формирователя синхросигналов.

Каждый из N формирователей сигнала линии в центральном блоке необходимо выполнить на двух транзисторных ключах, первый из которых должен быть включен между шиной питания и выходом формирователя. Вход управления первого ключа необходимо соединить с первым входом формирователя сигнала линии. Второй ключ необходимо включить между выходом формирователя сигнала линии и его общим проводом, вход управления второго ключа необходимо соединить с вторым входом формирователя сигнала линии. Между шиной питания в формирователе сигнала линии и выходом необходимо включить резистор.

Формирователь синхросигналов должен содержать управляемый генератор прямоугольных импульсов, формирователь импульса запуска, формирователь импульса информационного кадра, формирователь строба и формирователь импульсов синхросмеси. Вход формирователя импульса запуска необходимо соединить с входом формирователя синхросигналов, а выход - с первым входом формирователя импульса информационного кадра и входом сброса управляемого генератора прямоугольных импульсов. Первый выход формирователя импульса информационного кадра необходимо соединить с входом формирователя импульса строба, второй выход - с первым входом формирователя импульсов синхросмеси, а второй вход - с первым выходом управляемого генератора прямоугольных импульсов. Второй и третий выходы генератора необходимо соединить с первым и третьим выходами формирователя синхросигналов через согласующие каскады. Выход формирователя импульсов синхросмеси необходимо соединить с вторым выходом, а выход формирователя строба - с четвертым выходом формирователя синхросигналов соответственно. Четвертый выход управляемого генератора импульсов необходимо соединить с вторым входом формирователя импульсов информационного кадра. Индикатор вызова должен содержать N блоков контроля линии, блок выбора направления, указатель выбранного направления, формирователь стробирующих импульсов, дешифратор приоритета. При этом необходимо сделать следующие соединения. Первый вход каждого из N блоков контроля необходимо соединить с соответствующим входом индикатора вызова, вторые входы блоков контроля необходимо соединить между собой с выходом формирователя стробирующих импульсов. Входы сброса каждого из блоков контроля линии соединены между собой, с входом формирователя стробирующих импульсов и с входом стробирования индикатора вызова. Выход каждого из блоков контроля линии необходимо соединить с соответствующим входом дешифратора приоритета, выходы которого необходимо соединить с входами управления блока направления. Первый выход блока выбора направления необходимо соединить с входом указателя выбора направления, а второй выход - с выходом индикатора вызова.

Именно предлагаемое соединение вышеупомянутых элементов и блоков отличает предлагаемую систему автоматизированного контроля от известных технических решений и позволяет повысить надежность ее работы за счет следующего.

Во-первых, использование в блоках контроля диодно-конденсаторных запоминающих ячеек позволяет совместить передачу информационных импульсов по двухпроводной линии связи с передачей энергии для питания активных элементов блока контроля: коммутатора, счетчика с дешифратором, формирователя импульсов управления и отказаться при этом от использования дополнительного источника питания и тем самым сократить число необходимых проводов связи и отказаться от установки дополнительных блоков питания в блоках контроля.

В устройстве-прототипе все дистанционные датчики имеют провода, связывающие их с центральным оборудованием, что при увеличении числа датчиков приводит к дополнительным затратам и снижению надежности, а также требуются дополнительные блоки питания для датчиков первичной информации и блоков контроля.

Использование двухпроводной линии с одновременной подачей питающего напряжения от центрального блока к дистанционно удаленному известно, где приведена упрощенная схема передающего блока контроля такой системы. Однако эта система имеет низкое быстродействие, обеспечивает только одноканальный контроль и не обеспечивает многоканальный контроль по двухпроводной линии связи.

Во-вторых, введение в блоки контроля ключа, включенного между первым и вторым проводами линии связи, позволяет повысить надежность за счет снижения требований к используемым интегральным коммутаторам (в части сопротивлений открытых и закрытых каналов) и к длине линии связи, а также позволяет при увеличении тока в линии связи разделить сильноточную цепь линии связи со слаботочными информационными цепями коммутации и контроля. При этом формируется на выходе помехоустойчивый двухуровневый сигнал.

Введение в блоки контроля функционального преобразователя, включенного между выходом коммутатора и входом управления ключом, позволяет производить информационные операции преобразования и сравнения непосредственно в выносном блоке контроля, что повышает надежность работы за счет исключения погрешностей из-за влияния длины линии связи на результаты контроля.

В-третьих, введение в центральный блок формирователей сигнала линии, выполненных на основе двух транзисторных ключей, позволяет использовать промежутки между информационными импульсами для подачи токовых посылок на каждый блок контроля для его электропитания, что обеспечивает энергозависимость от контролируемого объекта.

Предлагаемое построение блоков контроля в совокупности с предлагаемыми формирователями сигнала линии, формирователя синхросигналов с селекором информационных импульсов и использованием блоков контроля линии в индикаторе вызова позволяет обеспечить устойчивую в синхронизацию в каждом канале несмотря на разное число датчиков первичной информации при упрощении электрической схемы и сокращении числа необходимых для этого элементов.

В известных системах автоматизированного контроля синхронизация работы удаленных блоков контроля обеспечивается более сложным построением, что снижает надежоность системы.

При реализации системы автоконтроля по схеме прототипа с числом контролируемых параметров, например, 20х10= 200 необходимо использовать до десяти соединителей типа 2РМ27В24В1 (Ге0.364.126ТУ). Надежность одного такого соединителя эквивалентна надежности десяти интегральных микросхем, например, серии 133. В то же время для реализации предлагаемой системы автоконтроля с тем же числом контролируемых параметров (200) требуется 2х10= 20, проводов к блокам контроля и не более трех интегральных микросхем в каждом блоке контроля. При этом общая надежность как минимум в 2 раза превышает надежность известного устройства без учета повышения надежности от отказа от дополнительных блоков питания и соответствующих соединений.

Кроме того, надежность работы системы увеличивается за счет того, что введение формирователей сигнала линии, селектора информационных импульсов в совокупности с индикатором вызова, блоком индикации состояния выбранного направления и новыми функциональными связями обеспечивает при сокращении аппаратурных затрата в центральном блоке необходимую иерархию уровней контроля и представления результатов контроля без затрат на дополнительные устройства.

Надежность работы увеличивается также за счет введения в индикатор вызова N блоков контроля линии, что обеспечивает режим непрерывного контроля в процессе работы с сигнализацией при обрыве линий связи или коротком замыкании, тем самым повышая надежность работы и достоверность контроля.

Чтобы обеспечить детальный контроль всех контролируемых параметров устройство-прототип содержит триггерные ячейки для управления соответствующих индикаторных элементов по числу первичных преобразователей и дополнительные провода связи к центральному блоку. В предлагаемой системе в блоках контроля информация от датчиков передается по двухпроводным линиям, а наличие индикатора вызова с блоком индикации состояния выбранного направления позволяет сократить аппаратурную избыточность при сохранении необходимой информативности контроля.

Введение индикатора вызова, обеспечивающего сигнализацию о состоянии направлений контроля и выбор направления для детального контроля при наличии неисправности (неисправностей) в данном канале, позволяет обеспечить индикацию не только номера неисправного канала на индикаторе вызова, но и номера неисправного параметра в выбранном канале, а при наличии нескольких неисправностей номеров всех неисправных параметров поочередно или одновременно.

Использование введенных блоков и элементов в различных устройствах и системах известно. Счетчики, компараторы, блоки индикации, блоки оперативной памяти, ключи широко используются в импульсной технике. Однако при использовании в предлагаемой системе их совокупность с новыми функциональными связями позволяет получить дополнительный положительный эффект, т. е. повышение надежности за счет сокращения аппаратурных затрат и количества необходимых связей, что взятые раздельно известные блоки и элементы не обеспечивают. Исключение любого из введенных элементов или функциональных связей влечет за собой нарушение работопособности системы или снижение эффективности ее использования.

Так как совокупность предложенных признаков нова, поскольку имеет отличие от аналога и прототипа, позволяет получить дополнительный положительный эффект - повышение надежности и это не вытекает из известных свойств отличительных признаков, то изобретение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема системы автоматизированного контроля; на фиг. 2 - структурная электрическая схема блока контроля; на фиг. 3 - структурная схема формирователя сигнала линии; на фиг. 4 - схемы селектора информационных импульсов и блока индикации состояния выбранного направления; на фиг. 5 - схема формирователя синхросигналов; на фиг. 6 - схема построения функционального преобразователя блока контроля; на фиг. 7, 8, 9, 10 - временные диаграммы в характерных точках.

Система автоматизированного контроля содержит (фиг. 1) блоки 1.1, . . . , 1. N контроля, соединенные двухпроводными линиями 2.1-3.1, . . . , 2, N-3. N связи с центральным блоком 4. Центральный блок содержит генератор 5 импульсов, выход которого соединен с входом фомирователя 6 синхросигналов. Первый и второй выходы формирователя синхросигналов соединены с первым и вторым входами соответственно формирователей 7.1, . . . 7. N сигнала линии, выходы которых соединены с первыми проводами линий 2.1, . . . , 2. N связи соответственно и входами индикатора 8 вызова. Третий и четвертый выходы формирователя 6 синхросигналов соединены с вторым и третьим входами селектора 9 информационных импульсов, первый вход которого соединен с выходом индикатора 8 вызова. Выходы селектора 9 информационных импульсов соединены с входами блока 10 индикации состояния выбранного направления. Четвертый выход формирователя 6 синхросигналов соединен с входом стробирования индикатора 8 вызова.

В качестве двухпроводных линий 2.1-3.1, . . . , 2. N-3. N связи могут быть использованы обычные телефонные линии, витые пары проводов, коаксиальные линии связи. Генератор 5 импульсов может быть выполнен по известной схеме, например на основе двух логических элементов И-НЕ с резистором и конденсатором в цепи обратной связи.

Формирователь 6 синхросигналов (фиг. 5) содержит формирователь 6.1 импульса запуска, вход которого соединен с входом формирователя 6, а выход - с первым входом формирователя 6.2 импульса информационного кадра и входом сброса управляемого генератора 6.4 импульсов. Первый выход формирователя 6.2 импульса информационного кадра соединен с входом формирователя 6.5 импульса строба, а второй выход - с первым входом формирователя 6.3 импульсов синхросмеси. Второй вход формирователя 6.3 соединен с первым выходом управляемого генератора 6.4. Второй вход формирователя 6.2 импульса информационного кадра соединен с четвертым выходом генератора 6.4 импульсов. Второй выход генератора 6.4 соединен с первым выходом формирователя 6 синхросигналов, а третий выход - с третьим выходом формирователя 6. Выход формирователя 6.5 импульса строба соединен с четвертым выходом формирователя 6 синхросигналов.

Формирователь 6.1 импульса запуска может быть выполнен по известной схеме формирователя одиночных импульсов на логическом элементе И, один вход которого соединен с входом формирователя 6.1 непосредственно, а другой - через инвертор и времязадающую RC-цепь. Формирователь 6-2 импульса информационного кадра может быть выполнен на основе известного метода цифровой задержки, например, в виде счетчика импульсов, выходы которого соединен с входами элемента сложения. Управляемый генератор 6.4 импульсов может быть выполнен на основе известной схемы релаксатора прямоугольных импульсов на логических элементах с RC-цепью обратной связи, аналогичной генератору 5, выходные импульсы с которого поданы на вход счетчика, выходы которого через логические элементы соединены с выходами, а выход последнего разряда соединен через инвертор и диод с входом управления релаксатора. Формирователь 6,5 импульса строба может быть выполнен аналогично формирователю 6.1 импульса запуска, а формирователь 6.3 импульсов синхросмеси может представлять собой схему логического сложения импульсов двух последовательностей разной частоты следования.

Формирователи 7.1, . . . . 7. N сигнала линии могут быть выполнены на основе двух транзисторных ключей разной проводимости (фиг. 3). Первый ключ на транзисторе типа р-n-p включен между шиной питания и выходом формирователя, а его вход управления соединен с первым входом. Второй ключ на транзисторе n-p-n-типа включен между выходом формирователя и общим проводом, а его вход соединен с вторым входом. Между шиной питания и выходом в каждом из N формирователей 7 включен резистор.

Индикатор 8 вызова (фиг. 1) содержит N блоков 8-1-1, . . . , 8-1-N контроля линии, первые входы каждого из которых соединены с информационными входами индикатора вызова и блока выбора направления соответственно. Вторые входы блоков контроля линии соединены между собой и с выходом формирователя 8.2. строба. Выходы блоков контроля линии соединены с входами дешифратора 8.3 приоритета, а выходы последнего - с входами управления блока 8.4 выбора направления. Первый выход блока выбора направления соединен с входом указателя 8.5 выбранного направления, а второй выход - с выходом индикатора 8 вызова.

Каждый блок 8-1-1, . . . , 8-1-N контроля линии может содержать элемент совпадения, включенный на входе и представляющий собой, например, логический элемет И, выход которого соединен с входом установки ячейки задержки, выполненной, например, на основе счетчика типа К564ИЕ10, имеющего два счетных входа. Первые счетные входы ячейки задержки каждого блока контроля линии соединены между собой и с входом тактирования индикатора 8 вызова. Вторые счетные входы ячейки задержки в каждом блоке контроля линии соединены с выходом ячейки задержки, соответствующим входом дешифратора приоритета, входом элемента индикации этой ячейки, выполненной, например, на светодиодах. Вторые входы элементов совпадения каждого из блоков контроля линии соединены между собой и с выходом формирователя 8.2 строба.

Формирователь 8.2 строба может быть выполнен на основе логического элемента с RC-цепью задержки, аналогично формирователю 6.1 или 6.5. В качестве дешифратора 8.3 приоритета могут быть использованы, например, дешифраторы на основе диодов или интегральных схем, обеспечивающие формирование одного управляющего cигнала на выходе, cоответcтвующего заданному состоянию выходов блоков контроля линии с учетом их приоритетности по важности контролируемых объектов. Подобные дешифраторы извести. В случаве равнозначности всех направлений контроля дешифратор приоритета может быть выполнен в виде ручного переключателя или кольцевого счетчика с заданной частотой переключения тактов. Указатель 8.5 выбранного направления может представлять собой набор светодиодных индикаторов, индицирующий состояние блока 8.4 выбора направления. Блок выбора направления может быть выполнен в виде коммутатора импульсных сигналов с k направлений на одно на основе, например, транзисторных ключей или интегральных схем типа К564КН2.

Селектор 9 информационных импульсов может быть выполнена на основе двух регистров (фиг. 4), соединенных между собой. Один из них обеспечивает преобразование последовательных данных в параллельные, другой - обмен данными между двумя регистрами с целью их вывода. В качестве регистров могут быть использованы, например, ИС типа К561ИР06. Первый вход селектора 9 информационных импульсов соединен через согласующий элемент с последовательным входом данных первого регистра, второй вход - с тактовым входом первого регистра. Выходные шины данных первого региcтра cоединены c входными шинами данных второго регистра, а тактовый вход второго региcтра cоединен c третьим входом cелектора 9 информационных импульcов. Выходные шины данных второго региcтра соединены с выходами селектора 9.

Блок 10 индикации состояния выбранного направления может быть выполнен на основе n светодиодов, включенных в эмиттерные цепи транзисторных согласующих каскадов.

Блоки 1.1, . . . , 1. N контроля содержат датчики-преобразователи 1.1.1, . . . , 1.1. К параметров от объекта контроля (фиг. 2), выходы которых соединены с входами с второго по К многоканального коммутатора 1.1.2, входы управления которого соединены с выходами дешифратора 1.1.3, подключенного к выходам счетчика 1.1.4. Выход коммутатора 1.1.2 соединен с первым входом функционального преобразователя 1.1.5, выход которогоо соединен с входом управления ключа 1.1.6. Вход формирователя 1.1.7 управляющих импульсов соединен с анодом диода 1.1.8 первым проводом линии 2.1 связи. Ключ 1.1.6 включен между анодом диода 1.1.8 и общим проводом передающего блока, подключенным к второму проводу линии 3.1 связи. Катод диода 1.1.8 соединен с первой обкладкой конденсатора 1.1.9, входами питания коммутатора 1.1.2, дешифратора 1.1.3, счетчика 1.1.4, функционального преобразователя 1.1.5, формирователя 1.1.7 управляющих импульсов. Вторая обкладка конденсатора 1.1.9 соединена с общим проводом передающего блока 1.1. Первый выход формирователя 1.1.7 управляющих импульсов соединен со счетным входом счетчика 1.1.4, второй выход - с входом разрешения дешифратора 1.1.3 и вторым входом функционального преобразователя 1.1.5, третий выход - с входом сброса счетчика 1.1.4.

В качестве датчиков-преобразователей 1.1.1, . . . , 1.1. К могут быть использованы известные преобразователи параметров объекта контроля в унифицированные электрические сигналы, например терморезисторы, выпрямительные и масштабирующие преобразователи постоянных, переменных или импульсных сигналов. Номенклатура и количество датчиков определяется особенностями объекта контроля. В качестве коммутатора 1.1.2 и дешифратора 1.1.3 могут быть использованы выпускаемые отечественной промышленностью интегральные микросхемы, например, типа К564КП2 (совмещающая коммутатор и дешифратор). В качестве счетчика 1.1.4 может быть использован, например, счетчик типа К564ИЕ10. В качестве функционального преобразователя 1.1.5 может быть использована одна из известных схем функционального преобразования: линейного, нелинейного, одной переменной, двух переменных и т. д. Характер ее определяется из особенностей контролируемого устройства. В качестве ключа 1.1.6 может быть использован транзистор, например, типа 2Т630, подключенный коллектором к аноду диода 1.1.8 (типа КД510, например), эмиттером к общему проводу, а базой через ограничительный резистор к выходу функционального преобразователя 1.1.5.

Формирователь 1.1.7 управляющих импульсов включает в себя одновибратор 1.1.7.1, выполненный, например, на основе триггера К564ТР2, элемент 1.1.7.2 задержки (на основе триггеров К564ТМ2, элемент И-НЕ 1.1.7.3 (например, К564ЛА7), инвертор 1.1.7.4 (например, К564ЛН2). Вход формирователя 1.1.7 управляющих импульсов соединен с входом инвертора 1.1.7.4 через защитный резистор. Выход инвертора соединен с первым выходом формирователя 1.1.7 и входами одновибратора 1.1.7.1 и элемента И-НЕ 1.1.7.3, выход одновибратора 1.1.7.1 - с вторым выходом, а выход элемента И-НЕ 1.1.7.3 - с третьим выходом формирователя 1.1.7 управляющих импульсов.

Функциональный преобразователь 1.1.5 (фиг. 6) содержит источник 1.1.5.1 опорных напряжений, включающий в себя элемент 1.5.1 стабилизации, например, типа 2С210А и резистивный делитель 1.5.2, двухпороговую схему 1.1.5.2 (например, на основе ОУ К1401УД2А), разделительные диоды 1.1.5.3 и 1.1.5.4, согласующие инверторы 1.1.5.5 и 1.1.5.7 (например, ИС К564ЛН2). Вход функционального преобразователя 1.1.5 соединен с первыми входами двухпороговой схемы 1.1.5.2, вторые входы которой соединены с выходами источника опорных напряжений, а выходы пороговой схемы с помощью разделительных диодов 1.1.5.3 и 1.1.5.4 через согласующий инвертор 1.1.1.5 подключены к первому входу каскада 1.1.5.6 стробирования (например, выполненного в виде ИС К564ЛА7), второй вход которого соединен с вторым входом функционального преобразователя 1.1.5. Выход каскада стробирования через согласующий инвертор 1.1.5.7 соединен с выходом функционального преобразователя 1.1.5.

Предлагаемая система автоматизированного контроля работает следующим образом.

При включении питания в центральном блоке 4 на выходе генератора 5 импульсов появляются прямоугольные импульсы положительной полярности (фиг. 7а, 8а), которые поступают на вход формирователя 6 синхросигналов. В нем (фиг. 5) из импульсов, поступивших на вход формирователя 6.1 импульса запуска, формируются импульсы (фиг. 7б), поступающие на вход формирователя 6.2 импульса информационного кадра и на сброс счетчика 6.4.2 в управляемом генераторе 6.4 импульсов. После сброса счетчик 6.4.2 считает последовательность импульсов (фиг. 7в), формируемых ждущим релаксатором 6.4.1, управляемым через развязывающий диод разрешающим потенциалом (фиг. 7, к). На выходах счетчика 6.4.2 появляются серии импульсов (фиг. 7 г, д, е, ж), а на первом выходе формирователя 6 - последовательность импульсов (фиг. 7 к, 8б). В момент времени t₀₂ (фиг. 7ж) счетчик 6.4.2 останавливается до поступления следующего импульса запуска (фиг. 7в). При периодическом поступлении импульсов запуска фор- мирователь 6 периодически генерирует на первом выходе указанную последовательность. Длительность генерируемой после- довательности Δ t_o (фиг. 7н) определяется постоянной RC-цепи ждущего релаксатора 6.4.1 и числом каскадов счетчика 6.4.2. При появлении уровня логического "0" на последнем выходе счетчика 6.4.2 происходит остановка релаксатора 6.4.1 и счетчика 6.4.2. Выходные последовательности с выходов счетчика (фиг. 7 д, е, ж) поступают на входы логического элемента ИЛИ-НЕ 6.4.3 и обеспечивают формирование второго выходного сигнала формирователя 6 в виде импульсов синхросмеси (фиг. 8в), где импульс "0" соответствует началу информационного кадра, формируемого формирователем 6.2. Одновременно с выхода д счетчика 6.4.2 поступают импульсы (фиг. 7 е), обеспечивая на третьем выходе формирователя 6 последовательность тактовых импульсов (фиг. 8г).

Импульсы с второго выхода формирователя 6.2 информационного кадра поступают на вход формирователя 6.5 импульса строба, где формируются импульсы стробирования, снимаемые с четвертого выхода формирователя синхросигналов (фиг. 8д). Выходные последовательности с первого (фиг. 7 к) и второго (фиг. 8) выходов формирователя 6 синхросигналов поступают на первый и второй входы формирователей 7.1, . . . , 7. N сигнала линии соответственно и формируют сигнал линии соответственно на каждой линии 2.1-3.1, . . . , 2. N-3. N связи (фиг. 8е, 9). Указанные импульсные последовательности через линии связи поступают на входные клеммы блоков 1.1,1.2, . . . . , 1. N контроля, где в интервалы времени Δ t_по, Δ t_п1, . . . , Δt_nn (фиг. 9) происходит заряд конденсатора 1.1.9 через диод 1.1.8 в каждом из блоков 1.1-1. N. Напряжение Е, накопленное на конденсаторе 1.1.9, является питающим для всех узлов блока 1.1 контроля (и в остальных блоках 1.2, . . . , 1. N аналогично).

Отрицательный перепад напряжений (фиг. 10а) импульсной последовательности в линиях 2.1, . . . , 3.1, поданной в блоке контроля на вход формирователя 1.1.7 управляющих импульсов, запускает после инвертирования одновибратор 1.1.7.1 (фиг. 10в) и одновременно обеспечивает на первом выходе формирователя 1.1.7 импульсы (фиг. 10б) запуска счетчика 1.1.4. Импульсы сброса счетчика (фиг. 10д) формируются из импульса, задержанного по отношению к заднему фронту импульса от одновибратора 1.1.7.1 и импульса начала "информационного кадра" (фиг. 10 г, в, б). "Информационный кадр представляет собой последовательность импульсов (фиг. 10а), где "0" - интервал синхронизирующей "кадровой" посылки; "1", "2", "3", . . . - информационные интервалы; "0-1", "1-1", "2-1", . . . - интервалы подачи питания Е на блок контроля; Δt₁, Δ t₂, Δ t₃. . . - интервалы синхронизирующих "строчных" посылок. На фиг. 8е Т - время одного "информационного кадра".

Таким образом, импульс сброса (фиг. 10д), сбрасывая счетчик 1.1.4, обеспечивает синхронное переключение коммутатора 1.1.2 в блоке контроля передними фронтами импульсов "строчной" синхронизации Δt₁, Δt₂, Δ t₃, . . . , что происходит синхронно с работой селектора 9 информационных импульсов в центральном блоке 4.

Сформированные после сброса счетчика 1.1.4 импульсы поступают через дешифратор 1.1.3 на входы управления коммутатором 1.1.2 и в течение времени Т информационного кадра (фиг. 8е) обеспечивают поочередное подключение выходных напряжений датчиков-преобразователей 1.1.1, . . . , 1.1. K, к первому входу функционального преобразователя 1.1.5 (фиг. 10 е, ж).

В функциональном преобразователе 1.1.5 (фиг. 6) скоммутированные поочередно напряжения с выходов датчиков 1.1.1, . . . , 1.1. К поступают в моменты времени Δt_n1, Δt_n2, . . . (фиг. 9) через токоограничительный резистор на первый и второй входы двухпороговой схемы 1.1.5.2, где происходит сравнение с заданными допусками, формируемыми источником 1.1.5.1 опорных напряжений, и при выходе за установленные допуски на первом или втором выходе появляется напряжение лог. "1", которое через разделительный диод 1.1.5.3 или 1.1.5.4 и согласующий инвертор поступает на вход каскада стробирования и в моменты времени, разрешенные импульсами с второго входа формирователя 1.1.7, через согласующий инвертор 1.1.5.7 поступает на вход управления ключа 1.1.6, подключенного к линиям 2.1-3.1 связи. Таким образом обеспечивается информационное воздействие во время действия i-го интервала, соответствующего i-у контролируемому параметру. При этом "исправному" состоянию i-го параметра соответствует закрытое состояние ключа 1.1.6 и соответствующий уровень "информационной" площадки соответствует уровню Е, а "неисправному" состоянию i-го параметра соответствует открытое состояние ключа 1.1.6 и уровень "информационной площадки устанавливается близким к нулевому уровню. На фиг. 9 интервалы "1", "2", "5", "n" соответствуют "исправным" параметрам, контролируемых данным блоком контроля, а интервалы "3", "4" соответствуют "неисправным" параметрам. Сформированная таким образом импульсная информационная последовательность на проводе линии 2.1 связи соответствует совокупному текущему состоянию параметров контролируемого объекта (или его части), подключенного к датчикам-преобразователям 1.1.1, . . . , 1.1. К блока 1.1 контроля.

Выделение информации о состоянии контролируемых параметров в центральном блоке 4 обеспечивается следующим образом.

Импульсная последовательность (фиг. 9), сформированная на проводе линии связи поступает на i-й вход индикатора 8 вызова и далее на первый вход i-го блока 8-1-i контроля линии и i-й вход блока 8.4 выбора направления. В i-м блоке контроля линии (фиг. 1) импульсная последовательность через элемент совпадения, на второй вход которого поданы импульсы стробирования, проверяется на наличие уровня "0" или "1", после чего управляющий уровень поступает на вход цифрового одновибратора, выполненного, в частности на счетчике типа К564ИЕ10. Наличие управляющего напряжения на входе R обеспечивает включение счетчика на подсчет заданного числа тактовых импульсов, поданных на счетный вход, и соответствующего включения светодиодного элемента индикации на выходе блока 8-1-i контроля линии.

При наличии хотя бы одного "неисправного" параметра из числа контролируемых в данном направлении светится светодиод в соответствующем данному направлении блоке контроля линии индикатора 8 вызова, осуществляя первый ("обобщающий") уровень контроля. Одновременно и параллельно осуществляется контроль параметров и других направлений (в блоках 1.2,1.3, . . . . , 1. N контроля).

Для осуществления контроля второго уровня ("детального") потенциалы, присутствующие на выходах блоков 8-1-1, . . . , 8-1-N контроля линии и соответствующие состоянию каждого из направлений контроля, предcтавляют cобой двоичный код cоcтояния каналов контроля. Этот код поступает на входы дешифратора 8.3 приоритета и, воздействуя на блок 8.4 выбора направления, обеспечивает подключение выхода индикатора 8 вызова импульсной информационной последовательности выбранного направления на вход селектора 9 информационных импульсов. Эта последовательность поступает на первый вход селектора 9 (фиг. 4), на второй и третий входы которого поступают тактовые и стробирующие импульсы с третьего и четвертого выходов формирователя 6 синхросигналов, чем обеспечивается синхронная запись информации о состоянии контролируемых параемтров выбранного направления. В селекторе 9 выходные сигналы первого (последовательного) регистра поступают на входы второго (параллельного) регистра, при поступлении на вход разрешения которого импульсов стробирования с четвертого выхода формирователя 6 синхросигналов сигналы состояния контролируемых параметров поступают на входы блока 10 индикации состояния выбранного направления, где обеспечивается отображение неисправности конкретного параметра (или нескольких) в виде свечения соответствующих светодиодов (точечных или сегментных). Поскольку формирование сигнала линии в формирователях 7.1, . . . , 7. N, тактовых импульсов, импульсов стробирования производится от одного источника импульсов, то обеспечивается устойчивая работа синхронизации системы в целом при сокращении числа необходимых связей, соединений и блоков.

При возникновении в i-й линии связи или в j-м блоке контроля каких-либо неисправностей изменяется характер информационных составляющих импульсной последовательности, что позволяет однозначно судить о работоспособности системы в целом или ее направлений.

Использование предложения при построении телевизионной аппаратуры позволяет повысить ее эксплуатационную надежность за счет сокращения аппаратурной избыточности аппаратных средств при сохранении необходимой достоверности контроля.

Если бы в качестве встроенных среств автоматизированного контроля использовалась система-прототип, то надежность аппаратуры была ниже вследствие усложнения системы синхронизации, большего числа соединений и связей, необходимости использования дополнительных блоков питания в выносных блоках.

Предлагаемая система автоматизированного контроля может найти применение и в других отраслях народного хозяйства, там, где требуется обеспечить надежный контроль множества параметров разнесенных между собой объектов простыми средствами при отсутствии или нежелательности использования местных источников питания.

(56) 1. Авторское свидетельство СССР N 985764, кл. G 05 B 23/02, 1980.

2. Патент ФРГ N 2536946, кл. G 08 B 26/00, 1980.

Формула изобретения

1. СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ, содержащая генератор тактовых импульсов, N блоков контроля, каждый из которых содержит K датчиков первичной информации, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем сокращения числа проводов линий связи, в каждый из блоков контроля введены многоканальный коммутатор, счетчик, дешифратор, функциональный преобразователь, формирователь управляющих импульсов, ключ, диод и конденсатор, в систему также введены N формирователей сигнала линии, формирователь синхросигналов, селектор информационных импульсов, блок индикации вызова и контроля и блок индикации состояния выбранного направления, при этом первые входы N формирователей сигнала линии соединены с первым выходом формирователя синхросигналов, а вторые входы - с вторым выходом формирователя синхросигналов, выход генератора импульсов соединен с входом формирователя синхросигналов, вход стробирования блока индикации вызова и контроля соединен с третьим выходом формирователя синхросигналов, третий и четвертый выходы формирователя синхросигналов соединены с первым и вторым синхровходами селектора информационных импульсов, информационный вход которого соединен с выходом блока индикации вызова и контроля, выходы селектора информационных импульсов соединены с входами блока индикации состояния выбранного направления, информационные входы блока индикации вызова и контроля подключены соответственно к линиям связи системы, к которым подключены первые выходы соответствующих блоков контроля и формирователей сигнала линии, вторые выходы которых подключены к общей шине системы, в каждом из N блоков контроля выход многоканального коммутатора соединен с первым входом функционального преобразователя, выход которого соединен с входом управления ключа, включенного между анодом диода и общей шиной системы, вход пуска формирователя управляющих импульсов соединен с анодом диода, первый выход - со счетным входом счетчика, второй выход - с входом разрешения дешифратора и вторым входом функционального преобразователя, третий выход - с входом сброса счетчика, информационные входы многоканального коммутатора соединены с выходами соответствующих K датчиков первичной информации, входы питания многоканального коммутатора, дешифратора, функционального преобразователя и формирователя управляющих импульсов соединены с катодом диода и первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого соединена с общей шиной системы и вторым выходом блока контроля, первый выход которого соединен с анодом диода, выходы счетчика соединены с группой входов дешифратора, выходы которого соединены с группой управляющих входов многоканального коммутатора.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что формирователь управляющих импульсов содержит инвертор, ограничительный резистор, одновибратор, элемент задержки и элемент И - НЕ, при этом вход формирователя управляющих импульсов через ограничительный резистор и инвертор соединен с первым выходом формирователя управляющих импульсов, входом одновибратора и первым входом элемента И - НЕ, выход которого соединен с третьим выходом формирователя управляющих импульсов, второй вход элемента И - НЕ соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с выходом одновибратора и вторым выходом формирователя управляющих импульсов.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из N формирователей сигнала линии содержит два транзисторных ключа, причем первый ключ включен между шиной питаний и первым выходом формирователя сигнала линии, вход управления первого ключа соединен с первым входом формирователя сигнала линии, при этом второй ключ включен между вторым выходом формирователя сигнала линии и общей шиной системы, а вход управления вторым ключом соединен с вторым входом формирователя сигнала линии, причем между шиной питания и первым выходом формирователя включен резистор.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что формирователь синхросигналов содержит управляемый генератор импульсов, формирователь импульса запуска, формирователь импульса информационного кадра, формирователь строба, формирователь импульсов синхросмеси, при этом вход формирователя импульса запуска соединен с входом формирователя синхросигналов, а выход - с синхровходом формирователя импульса информационного кадра и входом сброса управляемого генератора импульсов, первый выход формирователя импульса информационного кадра соединен с входом формирователя импульса строба, а второй выход - с первым входом формирователя импульсов синхросмеси, второй вход которого соединен с первым выходом управляемого генератора импульсов, второй и третий выходы которого соединены с первым и третьим выходами формирователя синхросигналов, выход формирователя импульсов синхросмеси соединен с вторым выходом формирователя синхросигналов, выход формирователя импульса строба соединен с четвертым выходом формирователя синхросигналов, четвертый выход управляемого генератора импульсов соединен с разрешающим входом формирователя импульсов информационного кадра.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок индикации вызова и контроля содержит N блоков контроля линии, блок выбора направления, указатель выбранного направления, формирователь стробирующих импульсов, дешифратор приоритета, при этом первый вход каждого из N блоков контроля линии соединен с соответствующим информационным входом блока индикации вызова и контроля и информационным входом блока выбора направления, вторые входы блоков контроля линии соединены между собой и с выходом формирователя стробирующих импульсов, входы сброса блоков контроля линии соединены между собой и с входом стробирования блока индикации вызова и контроля, выход каждого из блоков контроля линии соединен с соответствующим входом дешифратора приоритета, выходы которого соединены с входами управления блока выбора направления, первый выход которого соединен с входом указателя выбора направления, а второй выход - с выходом блока индикации вызова и контроля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10