Патент ссср 265568

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 13.1V.1967 (№ 1150764/18-24) с присоединением заявки К

Приоритет

Опубликовано 09.III.1970. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 24Х1.1970

Кл. 42m>, 11/10

21а1, 36/18

МПК G 061

Н 03k

УДК 681.325.63(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Заявитель т1;д цТ110- тт

1О;;;,Ц11"-.КИЯ рский

Ш) 611 „ 1ИОТЕКА

Л. И. Раппопорт, Я. Л. Красик и Н. Н. Кулаков

Донецкий научно-исследовательский и проектно-конструкт институт автоматизации горных машин (АВТОМАТГОР

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение предназначено для повышения помехоустойчивости и надежности систем телемеханики цепочечного типа, распределителей, некоторых счетчиков и регистров сдвига в системах автоматик и, телемеханики, вычис- 5 лительной техники и связи, а также сложных систем управления, объекты которых образуют линейную, пространственную цепь (например, гидравлические схемы управления крепыш в угольной промышленности), 10

Известны устройства, в которых для повышения помехоустойчивости и надежности в схему, включены дополнительные элементы, причем число дополнительных элементов увеличивается при увеличении общего числа эле- 15 ментов. Однако надежность от введения дополнительных элементов повышается незначительно и устройство сохраняет работоспособность лишь:при единичных повреждениях.

Целью изобретения является создание уст- 20 ройства, сохраняющего работоспособность при выходе из строя большого числа элементов, в частности, последовательно включенных элем енто:в.

Эта цель достигнута тем, что выход каждой 25 ячейки соединен со входом последующей ячейки через схему совпадения «И», s входов i-й схемы совпадения соединены соответственно с выходами s предыдущих ячеек, выходы т+1-й, i-й,..., i — s+1-й ячеек подключены соот- 30 ветственно к s входам выходной схемы совпадения,:.первая управляющая шина подключена к третьему входу i-й ячейки и к s+1-му входу 1-й выходной схемы совпадения, аналогично вторая управляющая шина подключена к третьему, входу i — 1-й ячейки и к s+1-M) входу i — 1-й выходной схемы совпадения, аналогично s-я управляющая шина:подключена к третьему входу i- — s-+1-й ячейки и к s+I-му входу i — s+1-й выходной схемы совпадения, выходbl выходных схем совпадения подключены к соответствующим выходным клеммам устройства.

Изобретение касается усгройств и систем, переключающие элементы которых при повреждениях или сбоях переходят из состояний

«О» в состояние «1» с гораздо большей вероятностью, чем из состояния «1» iB состояние «О», т. е. в основном для схем бесконтактной коммутации.

На чертеже показано предложенное устройство.

Ячейки ат соединены последовательно через схемы сов падения И,. Выходные сигналы снимаются со схем совпадения И,, а управляющие сигналы подаются по шинам центрального управления QK

В устройстве с помощью схемы «И» образуют конъюнкцию сигналов, соответствующих

265568 состояниям двух соседних ячеек. Выходной сигнал схемы «И», равный 1 лишь тогда, когда включены две соседние ячейки, подают в цепь подготовки ячейки, которую необходимо включить. Вследствие этого для,подготовки произвольной ячейки а, уже недостаточно включения одной предыдущей ячейки а . Чтобы подготовить к включению произвольную ячейку а, необходимо, чтобы были включены двс предыдущие ячейки аг > и аг z . .Следовательно, для нормальной работы устройства распределительного действия необходимо, чтобы в каждый момент времени была включена не одна ячейка, а две ячейки, дублет,,который при нормальной работе устройства должен

«продвигаться» вдоль схемы.

На чертеже,в,произвольном рабочем состоянии включены две ячейки а z и а f . При подаче управляющего сигнала по цепи управления ЦУ включается подготовленная ячейка а„ а затем выключается ячейка а я, и распределитель (и т. п. устройства),переходит в новое рабочее состояние, в котором включены ячейки ас-> и а,.

При следующем шаге включена ячейка аг+ и выключена ячейка аг 1, а во включенном ,состоянии находятся ячейки а, и at+i .

В дальнейшем схема работает аналотично.

Предположим, что под действием импульсной помехи или ia результате пробоя коммутационного элемента (транзистора, тиристора и т. п.) включается одна ячейка а>.

При подаче сигнала на переключение распределителя по цепи управления соседняя ячейка ay i уже не,включается, так как для ее перехода из состояния «0» в состояние «1» необходимо, чтобы во включенном состоянии находилась не только ячейка а>, но и ячейка а, которая в этот момент выключена (вероятность одновременного пробоя приборов двух соседних ячеек невелика).

Предположим, что кроме пробоя ячейки a>„ наступил пробой ячейки at â€ И в этом состоянии ячейки а i и ау,> не включаются, так как условия для их подготовки отсутст.вуют.

Наконец, при пробое всех четных либо всех нечетных ячеек (т. е. половины ячеек распределителя), уцелевшие соответственно нечетные либо четные ячейки переключаются в порядке:строгой очередности, хотя в точке .возбуждения распределителя включены не две ячейки (дублет), а три ячейки (триплет).

Предположим, что интенсивность отказов (пробой) основных коммутационных элементов ячеек или интенсивность, помех настолько велики, что требуется обеспечить безотказную работу рассматриваемого, класса схем при сбоях (включении) двух соседних ячеек. Для решения этой задачи в цепь подготовки произвольной ячейки а распределительной схемы необходимо включить схему «И», чтобы выходной сигнал этой цепи подготовки явился результатом коньюнкции не двух, а трех сиг10

Зо

65 налов: включение ячейки а теперь должно быть подготовлено, если одновременно включены ячейки аг >, аг z и аг а. При работе этой схемы в .процессе переключения вдоль нее будет «перемещаться» не дублет, а триплет включенных ячеек.

Схема, построенная таким образом, сохранит работоспособность даже при пробое двух третей всех ячеек устройства. Для этого достаточно лишь, чтобы дублеты пробитых ячеек отделялись друг от дру га одной исправной.

Однако, независимо от общего числа ячеек в такой схеме к ним необходимо добавить еще две ячейки.

В общем случае для сохранения работоспособности схемы,при выходе из строя (пробое)

s рядом расположенных ячеек следует: добавить к схеме s аналогичных ячеек; сигнал, подготавливающий .включение произвольной ячейки, получать в результате коньюнкции состояний (s+1) предыдущих ячевк, чтобы цепь включения ячейки а, была подготовлена, если включены ячейки ai i, «я и

at 3 и т. д. до ячейки at — (s 1) включительно; ,при работе схемы распределительного действия «продвигать» вдоль,нее мультиплет (труппу), из s+1 включенных ячеек, чтобы при произвольном шаге включалась ячейка

«+s, а выключалась ячейка а 1, ц.

Таким образом при «длине» распределительной схемы в n+s ячеек сохраняется ее работоспособность при,выходе из строя (пробое)

s (л+ г) до ячеек, если пробитые ячейки paonos+1 ложены группами по s штук.

Основным назначением устройств распределительного действия я вляется поочередное возбуждение каждого из и выходов. Пр и числе ячеек, равном п, состояние каждого выхода может быть просто отождествлено с состоянием соответствующей ячейки из п входящих в состав распределительного устройства. При числе ячеек n+s число выходов п,не совпадает с числом ячеек, поэтому определевный выход должен быть возбужден сигналом, полученным путем сопоставления состояний э+1 соседних ячеек.

Однако этого еще недостаточно для нормальной работы распределительного устройства,при наличии повреждений или сбоев.

Пусть, например, ячейки а, и ag 1 возбуждены правильно, а ячейка аг+ пробита или открыта под действием помехи. Тогда вместо двух открыты три соседние ячейки и, следо,вательно, будут возбуждены уже два выхода вместо одного, .выход b< > и .выход Ь, (по условиям работы в этот момент времени должен быть возбужден лишь выход b> ). Эта неоднозначность может быть ликвидирована дополнительной информацией, получаемой от оошей цепи управления ЦУ. Последняя должна быть построена так, чтобы она могла находиться уже не в двух (включена или выклю265568

Предмет изобретения

Составитель Е. И. Иванеева

Редактор Л. А. Утехина Техред T. П, Курилко Корректор С. А, Кузовенкова

Заказ 1649/1 Тираж 480 Подписное

ПНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 чена), а, как минимум, .в трех состояниях (см. чертеж). При этом информация о состоянии общей цепи управления должна поступать не только в индивидуальные цепи управления ячеек, но и в схемы «И», где формируется выходной сигнал. Общие цепи управления ЦУ1 и ЦУИ возбуждаются поочередно с необходимой частотой, определяемой скоростью, с которой должно переключаться распределительное устройсвво.

В общем случае, когда при работе распре,делительной схемы вдоль нее «продвигается» мультиплет из s+1 включенных ячеек, каждый из соответствующих выходов должен возбуждаться путем сопоставления (конъюнкциями) состояний включенных ячеек, а необходимая дополнительная .информация должна поступать из цепей управления.

При этом допустимо неправильное включение (пробой) s соседних ячеек. Следовательно, в наиболее тяжелых условиях может образоваться мультиплет, состоящий из 2s+1 включенных ячеек, из которых s+1 ячеек включены правильно, а s ячеек — ложно. В этом случае необходимо, чтобы общая цепь управления ЦУ могла находиться в s -,— 2 состояниях, в одном из которых она выключена, а каждое .из остальных s+1 состояний должно обеспечить раздельность возбуждения каждо,1о из s+1 выходов мультиплета, состоящего .из 2s+1 ячеек. При этом для получения s+2 состояний общей цепи управления необязательно, чтобы она содержала столько же проводов, могут быть использованы любые известные способы уплотнения — полярный, амплитудный,,комбинационный, частотный и т. д.

Предложенное устройство обладает; высокой экономичностью, так как добавление всего одной ячейки к распределительной схеме любой «длины» позволяет сохранить ее работоспособность при самопроизвольном

;включении до,половины ячеек,,высокой эффективностью, так как отношение числа добавляемых ячеек к числу ячеек, 5 выход которых из строя (пробой) не нарушает работоспособности системы в целом мало. 1

При этом число ячеек s, добавляемых в систему для .повышения надежности и помехоус10 тойчивости, не зависит от исходного числа ячеек системы. Например, добавление одной ячейки в систему, состоящую из 10, ..., 100 или более ячеек, позволяет сохранить ее работоспособность при выходе из строя (пробое, са15 мопроиз вольном включении) 10, ..., 50 ячеек и т. д., т. е. до,половины общего числа ячеек.

20 Устройство |для распределения импулЬсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и помехоустойчивости устройства, з нем выход каждой ячейки соединен со входом последующей ячейки через схему совпа25 дения «И», s входов i-й схемы совпадения соединены соответственно с выходами s предыдущих ячеек, выходы i+1-й, i-й,, i — s+1-й ячеек нодключены соответсввенно к s входам выходной схемы совпадения, первая управля80 ющая шина подключена к третьему входу i-u ячейки и к s+1-му входу i-й выходной схемы совпадения, аналогично вторая управляющая ,шина подключена к третьему входу i — 1-й ячейки и к s+1-му входу — 1-й выходной схе85 мы совпадения, аналогично s-я управляющая ,шина подключена к третьему входу i — я+1-й ячейки и к s+1-му входу i — s+1-и выходной схемы совпадения, выходы выходных схем совпадения, подключены к соответспвующим вы40 ходным клеммам устройства.