Резервированное устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (51) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.09.74 (21) 2059431/24 с присоединением заявки №(23) Приоритет(43} Опубликовано 25.03.77.Бюллетень № 11 (51) М, Кл.о

G 06 Р 11/00

6 06 7 11/08

Н 05 К 10/00

Государственный иомитет

Совета Министров СССР оо делам нэооретений н открытий (53) УДК 625:681.3-19(088Я), (45) Дата опубликования описания 23.06.77 (72) Авторы изобретения

З. О. Вольфовский и И. И. Трофимов (71) Заявитель (54) РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОИСТВО Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах автоматического управления и контроля для повышения их надежности. 5

Известны адаптивные резервированные устройства, использующие для повышения надежности целенаправленное изменение порога восстанавливающих органов и применяемые в основном, для резервирования блоков, 10 формирующих дискретные сигналы.

Известно устройство, содержащее резервируемые блоки, устройство контроля, устройство адаптации, ключи и восстанавливак - 15 щие органы. Для измеьения (адаптации) структуры устройства используются управляющие входы восстанавливающих органов, с помощью которых изменяется порог срабатывания восстанавливающих органов. Однако 20 в нем неполностью использована структурная избыточность для повышения надежности устройства, а также ограничены его возможности при резервировании блоков, формирующих аналоговые сигналы. Кроме того, в этом15 устройстве используются сложные восстанавливаюшие органы.

Известно также адаптивное устройство, используемое для резервирования блоков, формирующих аналоговые сигналы. Это устройство позволяет независимо от характера отказа резервируемых блоков сохранить работоспособность с вероятностью 0,5 после отказа двух резервируемых блоков в тоехканальной системе, Однако для многоканальных устройств возможности повышения надежности нри использовании этого решения ограничены.

Известно устройство, содержащее на выходах резервируемых блоков схемы сравнения, переключающие злементы и логическое устройство, но, во - первых,оно не решает полностью задачу- подключения резервного канала вместо отказавших, поскольку а нем возможно подключение резервното канала только при одном отказе, и в то же время не решена задача адаптации структуры при последующих отказах. Во-вторых, и данном устройстве подключение резервного канала вместо отказавшего осуществляется с задержкой, что приводит к появлению ложного

crt íàëà на выходе устройства в течение времени задержки.

Наиболее близким к изобретению является разервированное устройство, которое содержит в каждом из основных каналов резервируемый блок, блок контроля, блок подключения резерва и управляемый переключатель, первый информационный вход которого соединен с выходом данного резервируемого бло- 0 ка, а первый управляющий вход - с первым управляющим выходом блока подключения резерва, управляющий вход которого соединен с выходом блока контроля.

Однако при резервировании блоков, фор- )5 мируюших аналоговые сигналы, возможности его ограничены. Так, например, при резервировании блоков питания использование на его выходах восстанавливающих органов представляет значительные трудности, что обусловле-щ но появлением дополнительных падений напряжений в выходных элементах; неполностью использованы структурные возможности для повышения надежности, поскольку устройство сохраняет работоспособность только,р при двух оставшихся исправных резервируемых блоках и не сохраняет при одном исправном блоке.

Пель изобретения - расширение области применения и повышение надежности устрой- 30

"тва.

Лостигается это благодаря тому, что предлагаемое устройство содержит дополнительный резервируемый блок, выход которого соединен с вторыми информационными 85 входами управляемых переключателей, выход каждого из которых соединен с выходом данного канала и с одним из двух дополнительных информационных входов блока контроля в смекных каналах, а второй уп- 40 равляюший выход блока подключения резерва в каждом канале соединен с вторым управляющим входом управляемого переключателя в данном канале.

На чертеже изображена блок-схема ре- 45 зервированного устройства.

Устройство содержит в каждом из основных каналов резервируемый блок 1, блок контроля 2, блок подключения резерва 3 и управляемый переключатель 4, кроме того, 50 устройство содержит дополнительный резервируемый блок 5.

Выход резервируемого блока 1 в каждом из осноных каналов соединен с первым информационным входом блока контроля 2 и с 55 первым информационным входом управляемого переключателя 4.

Выход блока контроля 2 соединен с управляющим входом блока подключения резерва 3, первый и второй управляющие выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами управляемого переключателя 4.

Второй информационный вход управляемого переключателя 4 в каждом из основных каналов соединен с выходом дополнительного резервируемого блока 5, а выход управляемого переключателя 4 соединен с выходом 6 данного канала и с одним из двух информационных входов блока контроля 2 в смежных каналах. Выходами предлагаемого устройства являются выходы 6 управляемых переключателей 4, а входами— входы 7 резервируемых блоков 1. 5.

Блок контроля 2 в каждом канале содержит два элемента сравнения 8 и элемент

И 9, входы которого соединены с выходами обеих схем сравнения.

Блок подключения резерва 3 в каждом из основных каналов содержит последовательно соединенные элемент задержки 10 и первый инвертор 11, выход которого соединен с нулевым входом элемента памяти 12. Кроме того, блок подключения резерва 3 содержит второй инвертор 13, соединенный с единичным выходом элемента памяти 12.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства элемент памяти

12 в блоке подключения резерва 3 каждого канала удерживается в состоянии О" сиг» налом, поступающим с выхода блока контроля 2 на управляющий вход блока подключения резерва 3.

Управляющий сигнал с единичного выхода элемента памяти 12 поступает на первый управляющий вход управляемого переключателя 4, а с выхода инвертора 13 - на второй управляющий вход этого переключателя.

Тем самым разрешается при правильной работе резервируемых блоков 1 в основных каналах поступления напряжения с выхода резервуемого блока 1 в каждом из основных каналов на выход 6 устройства и за прещается поступление напряжения с выхода дополнительного блока 5.

Отказ какого-либо резервируемого блока

1 или кратковременное отклонение напряжения на его выходе обнаруживается с помощью блока контроля 2. При этом на выходе блока контроля 2 в данном канале формируется управляющий сигнал, который устанавливает в состояние "1" элемент памяти 12.

Управляющий сигнал с единичного выхода элемента памяти 12 поступает на первый управляющий вход управляемого переключателя 4, а после инвертирования - на второй управляющий вход этого переключателя. При этом запрещается поступление напряжения с выхода блока 1 в отказавшем канале на выход 6 устройства и разрешается поступление напряжения с выхода дополнительного блока

5.

Если общее число каналов в устройстве равно, например, 4, то устройство сохра- 5 няет правильные напряжения на двух выходах 6 при отказе резервируемого блока 1 в одном из основных каналов и дополнительного резервируемого блока 5. Если же дополнительный резервируемый блок 5 испра- 19 вен и по нагрузке рассчитан для работы на три выхода 6 устройства, то правильные напряжения сохраняются на всех выходах 6 устройства при последовательных отказах трех резервируемых блоков 1. В этом слу- 15 чае устройство продолжает работать при одном оставшемся исправном резервируемом блоке 5.

Если элемент памяти 12 срабатывает вследствие кратковременного снятия напря- 20 жения на выходе какого-либо резервируемого блока 1, а не вследствие его окончательного отказа, то при формировании этим блоком нормального напряжения, отключенный канал вновь включается в схему устройства, р

Происходит это следующим образом.: при восстановлении нормального значения напряжения на выходе ранее отказавшего резервируемого блока 1 управляющий сигнал на выходе блока контроля 2 снимается, и 30 элемент памяти 12 в этом канале возвращается в исходное состояние. Тем самым разрешается прохождение напряжения с выхода блока 1 на выход 6 устройства и запрещается поступление напряжения с выхода 35 дополнительного резервируемого блока 5.

Измерение напряжений в блоке контроля 2 осуществляется с помощью элемента сравнения 8, сигналы с выхода которого поступают на входы элемента И 9, Каждый 40 из элементов сравнения 8, может быть рассчитан, например для контроля верхнего и нижнего уровня напряжения, при этом в качестве эталонного используется напряжение, поступающее из соседнего канала. Для дискретных сигналов потенциального типа требуется только определение факта наличия или отсутствия сигнала, в связи с этим элемент сравнения 8 может быть выполнен в виде схемы неравнозначности. При отказе 60 блока 1 на выходе обоих элементов сравнения 8, а следовательно, и на выходе элемента И 9 формируется сигнал, поступающий на выход блока контроля 2 для установки элемента памяти 12 в единичное состояние. За- тем с задержкой, формируемой элементом задержки 10, снимается сигнал на выходе инвертора 11, и элемент памяти 12 продолжает удерживаться в состоянии "1 " сигналом с выхода блока контооля 2. 60

Если же установка элемента памчти . 2 произошла вследствие кратковременного отказа резервируемого блока 1, то при восстановлении работоспособности блока сигнал с единичного входа элемента памяти

12 снимается, и с задержкой, формируемой элементом 10, появляется сигнал на нулевом входе элемента памяти 12 для его установки в нулевое состояние. Элемент задержки 10, который может быть выполнен, например, в виде интегрирующей RC - цепочки, исключает формирование на нулевом входе элемента памятм 12 ложных сигналов, обусловленных кратковременным снятием напряжений, поступающих из соседних каналов на входы элементов сравнения 8, при отключении отказавшего канала и подключении дополнительного резервируемого блока 5.

Время задержки этого элемента должно превышать время сравнения сигналов в элементах 8 и время переключения элементов

9-13 и4, Использование элемента памяти 1 2 для переключения на резерв позволяет обеспечить минимальную задержку при подключении блока 5 вместо любого отказавшего и в то же время с помощью элемента задержки 10 исключить ложное включение в схему устройства, ранее отказавшего резервируемого блока 1 при последующих переключениях в устройстве. При этом время задержки элемента 10 не сказывается на времени подключения резервируемого блока 5 вместо любого отказавшего блока 1, тем самым уменьшаются пульсации сигнала на выходах 6 устройства.

Управляемый переключатель 4 может быть выполнен, например, в виде двух элементов И, соединенных по схеме ИЛИ. При этом управляющими входами данного переключателя являются, например, первые входы элементов И, а информационными — вторые входы элементов И. Лля устранения пульсаций на выходе элемента ИЛИ может быть установлен фильтр для исключения пульсаций на выходах 6 устройства, Таким образом, в предложенном устройстве сохраняется работоспособность при одном исправном резервиоуемсм блоке 5.

Кроме того, в предложенном ус r pr>ii"..òçå вэзмэжнэ coxpaheHIIe рабэтэспэсэбнэстп у с тройс тв а как пр и после дов атель ны х отказах резервируемых блоков 1, так и при одновременном отказе двух или трех этих блоков в основных каналах.

Предложенное устройство может быть использовано как для резервирования блоков, формирующих аналоговые сит налы, так

551644 ля в данном канале.

Составитель E. Максимов

Редактор E. Гончаров Техред p(у сталош Корректор C. Болдижар

Заказ 125/26 Тираж 902 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и для резервирования блоков, формирующих дискретные сигналы.

Формула изобретения б

Резервированное устройство, copepH