Устройство коммутации для систем многоканального контроля и управления

 

А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ИЮ (10 (51)4 С 06 F 15 46

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3906885/24-21 (22) 10.06.85 (46) 15.10.86. Вюл. В 38 (72) И.А.Майоров (53) 68 1 ° 325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 329531, кл. G 06 F 15/46, 1973, Авторское свидетельство СССР

У 1073778, кл. < 06 F 15/467 1984. (54) УСТРОИСТВО КОММУТАЦИИ ДЛЯ СИСТЕМ МНОГОКАНАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области автоматики и контрольно-измерительной техники. Может использоваться в системах управления и контроля, например в командных необслуживаемых установках. Цель изобретения — расширение Функциональных воэможностей устройства — достигается путем коммутации ключей в любой последователь. ности в соответствии с параллельным кодом, лоступаннцим на вход устройства, и коррекции всех типов сбоев и устойчивых отказов, возникающих в дешифраторе. Для этого в устройство дополнительно введены триггер 10

11 и 12, элемент ИЛИ 13, элементы

И 14 и 15, инвертор 17, элемент 16 задержки. Устройство также содержит счетчик 1, управляющий вход 2

"Сброс". дешифратор 3, ключи 4, элементы ИЛИ 5 и 8, параллельные цепи

6, каждая нз которых состоит нз триггера 7, элемента ИЛИ 8 и элемента И 9, входы 18, 19 и 22 выходы 20, 21 и 23. При этом обеспечивается работа устройства в случае отказа дешифратора и выдача сигналов о работе устройства с отказом дешифратора при всех случаях сбоев в дешкфраторе, 1 ил.

1aaL

1264206

Изобретение относится к автоматиI ке и контрольноизмерительной.тезнике и может быть испдльзовано в системах управления и контроля, например в командных необслуживаемых установках. 5

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства, выражающееся в обеспечении коммутации ключей в любой последовательности в соответствии с параллельным кодом, поступающим на вход.. устройства, и коррекции всех типов сбоев и устойчивых отказов, возникающих в дешифраторе при этом.

l5

На чертеже изображена функциональная схема устройства коммутации систем многоканального контроля и управления, которое содержит счетчик

К-вход которого соединен с управляющим входом 2 "Сброс". устройства, дешифратор 3, ключи 4, элемент ИЛИ 5, параллельные цепи 6, каждая из которых состоит из.триггера 7, элемента

ИЛИ 8 и элемента И 9, выход которо- 2S

ro соединен с входом соответствующего ключа 4 и соответствующим входом элемента ИЛИ 5, первый вход элемента

И 9 каждой параллельной цепи 6 соединен с выходом триггера 7 а второй

Э 30 вход элемента И 9 каждой параллельной цепи 6 соединен с выходом элемента ИЛИ 8, первый вход которого соединен с соответствующим выходом дешифратора 3. Кроме того, устройство содержит триггер 10-12, элемент

ИЛИ 13, элементы И 14 и 15, элемент

16 задержки, инвертор 17. Вход элемента 16 задержки соединен с (n+1)-м выходом счетчика 1, с третьим входом элемента И 9 каждой параллельной цепи 6 и с первым входом элемента

ИЛИ 13, второй вход которого соединен с D-входом и С-входом. триггера

10, R-входом тригерра 11 и R-входом триггера 7 каждый параллельной цепи б, D-вход каждого триггера 7 соединен с выходом триггера 7 предшествующей параллельной цепи 6, С-вход триггера 7 каждой параллельной цепи

6 соединен с С-входом триггера 11, счетным входом счетчика 1, с выходом элемента И 14, первый вход которого соединен с тактовым входом 18 устройства, а второй вход соединен с выходом триггера 12, D-вход и С-вход которого соединены с входом 19 "Пуск" устройства, а R-вход соединен с,выходом элемента ИЛИ 13, выход элемента ИЛИ 5 соединен с выходом 20 "Норма" устройства и через инвертор 17 с первым входом элемента И 15, второй вход которого соединен с выходом элемента 16 задержки, выход элемента И 15 соединен с выходом 21 "Отказ" и с вторым входом элемента

ИЛИ 8 каждой параллельной цепи. 6, выход триггера 1О соединен с D-входом триггера 11, выход которого соединен с R-входом триггера 10 и D-входом триггера 7 первой параллельной цепи Ь, информационные входы 22 устройства соединены с входами дешифратора 3 и счетчика 1, установочный вход которого соединен с установочным входом 23 устройства.

Устройство коммутации для системы многокнопочного контроля и управления работает следующим образом.

В исходном состоянии импульсом, поступающим на управляющий вход

"Сброс" устройства, устанавливаются в нулевое состояние триггеры 7 всех параллельных цепей 6, триггеры 11 и

12; производится сброс счетчика 1.

По окончании импульса сброса триггер 10 устанавливается в единичное состояние. С выхода элемента ИЛИ 5 на вход инвертора 17 поступает нулевой потенциал, с выхода инвертора 17 единичный потенциал через элемент

И 15, закрытый нулевым потенциалом с (и + 1)-oro выхода счетчика 1, не проходит. Нулевым потенциалом с пряВ мого выхода триггера 12 элемент 14 закрыт, тактовые импульсы с входа 18 устройства через него не проходят.

Единичный потенциал с прямого выхода триггера 10 поступает на информационный D-вход триггера 11.

В случае безотказной работы устройства при поступлении кода на информационные входы 22, например, 0...01, код записывается в инверсном виде в счетчик I по сигналу с управляющего входа 23. Таким образом, в счетчике 1 записано число 01...10 где 0 в старшем разряде соответствует состоянию (n + 1)-го разряда счетчика 1, на вход которого код не подается, а 0 в младшем разряде — инверсия 1, поданной на 1-й вход счетчика 1.

Этот же код подается на входы дешифратора 3, дешифрируется, и коммутирующий потенциал поступает через

1264206 ф- элемента И 15 с (n + 1)-го выхода счетчика 1 раньше появления на первом входе элемента И 15 нулевого пого тенциала. По сигналу Норма коммутации", снимаемому с выхода элемента

ИЛИ 5 на выход 20 устройства, осуществляется выдача импульса сброса на управляющий вход 2 устройства и о- снятие параллельного кода с информа10 ционных входов 22 устройства. Схема готова к коммутации следующего ключа.

50 элемент ИЛИ 8 с первого выхода деши ратора на второй вход элемента И 9.

Код удерживается на информационных входах 22 устройства в течение все цикла работы.

По сигналу "Пуск" с управляющего входа 19 устройства триггер 12 уста навливается в единичное состояние.

Единичным потенциалом с прямого вых да триггера 12 элемент И 14 открыва ется, и в устройство начинают посту пать тактовые импульсы. Первый; тактовый импульс поступает в счетчик 1, устанавливая 1-й триггер счетчика в единичное состояние. Таким обр зом, 15 в счетчике записано число 01...11, Первый импульс поступает на С-вход триггера 11, устанавливая триггер 11 в единичное состояние, единичным потенциалом с прямого выхода которого триггер 10 устанавливается в нулевое состояние.

По окончании второго тактового импульса в счетчике 1 записано число

10...00, т.е. на (n + 1)-м выходе счетчика появится единичный потенциал. Этот же импульс поступит на Свходы всех триггеров 7 и триггера 1 1.

Триггер 11 соответственно информа ционному сигналу на его D-входе, 30 (ноль), установится в нулевое состояние, а триггер 7 первой параллельной цепи 6 — в единичное, т,к. на его

D-входе до окончания тактового импульса присутствует единичный потен- З5 циал, поскольку применены двухступенчатые триггеры, сигнал на выходе которых появляется по окончании импульса на счетном С-входе. Единичным потенциалом с (и + 1)-го выхода счет-40 чика 1 триггер 12 устанавливается в состояние О, элемент И 14 закрывается, и поступление тактовых импульсов в устройство прекращается. На всех трех входах элемента И 9 первой па- 4 раллельной цепи 6 появляются потенциалы: с прямого выхода триггера 7, с выхода элемента ИЛИ 8, с (и+1)-го

:выхода счетчика 1.

Потенциал с выхода элемента И 9 поступает на вход ключа 4, коммутируя его, и на вход элемента ИЛИ 5.

Потенциал с выхода элемента ИЛИ 5 поступает на вход инвертора 17, нулевым потенциалом с выхода которого элемент И 15 закрывается. Элемент задержки 16 исключает появление единичного потенциала на втором входе

При поступлении любого другого кода на информационные входы 22 устройства работа устройства происходит аналогично изложенной для кода О... ...01. В случае, если с поступлением кода на входы 22, соответствующего .номеру j-го ключа 4, íà i-м выходе дешифратора 3 появится ложный сигнал, поступающий через элемент ИЛИ 8 на второй вход элемента И 9, но через него не проходит, поскольку в момент появления потенциала на (и + 1)-м выходе счетчика 1, поступающего на входы элементов И 9, триггер ? i-й параллельной цепи будет в состоянии

О, потенциалом с которого элемент

И 9 закрыт. Но поскольку истинный сигнал на вход элемента И 9 j ïàðàë-. лельной цепи не поступает, на всех выходах элементов И 9 отсутствует единичный потенциал. В этом случае через элемент И 15, открытый положительным потенциалом с выхода инвертора 17, через время задержки элемента задержки 16 с (n + 1)-го выхода счетчика 1 на входы элементов И-.Й 9 через элементы ИЛИ 8 поступает единичный потенциал, который проходит только через элемент И 9 j-й параллельной цепи, открытый единичным потенциалом с прямого выхода триггера 7 данной цепи и (n + 1)-ro выхода счетчика 1. Единичный потенциал с выхода данного элемента

И 9 коммутирует соответствующий ключ

4 и, пройдя через элемент ИЛИ 5, Инвертируясь инвертором 17, закрывает элемент И 15. С выхода элемента

ИЛИ 5 на выход 20 устройства поступает сигнал "Норма коммутации". Сигнал "Отказ дешифратора" выдается на выход 21 во время прохождения потен. циала через элемент И 15. В случае сбоя дешифратора 3 пропадает импульс на его выходе, на выходах элементов И 9 всех параллельных цепей

6 присутствует нулевой потенциал

1264206 (аналогичная описанному выше). При этом единичный потенциал с (и+1)-го выхода счетчика 1, пройдя по цепи элементы задержки 16, И 15, ИЛИ 8, И 9, открытый единичный потенциалами с прямого выхода триггера 7 и (n +

+ l)-го выхода счетчика 1, производит коммутацию ключа 4, т.е. устройство работает аналогично случаю появления ложного импульса.

При появлении сигналов на двух и более выходах дешифратора 3, один из которых является коммутирующим, а остальные ложными, коммутацию. ключевого элемента 4 производит только истинный сигнал, поданный на элемент

И 9, подготовленный к открытию триггером 7, установленным в единичное состояние последним импульсом досчета и единичным потенциалом с (n + 20

+ 1) — го выхода счетчика 1.

Ситуация, когда все потенциалы на выходах дешифратора ложные, аналогична появлению одного ложного сигнала, схема в этом случае работает в соот- 25 ветствии с изложенным для сбоя (ложный сигнал). Схема работоспособна и при полном выходе из строя (устойчивом отказе) дешифратора 3 и производит коммутацию ключевых элементов 4 30 в соответствии с параллельным кодом, поступившим на кодовые входы 22 устройства. При всех видах сбоев единичный,потенциал, снимаемый с выхода элемента И 15, сигнализирует об отказе.

Расширение функциональных возможностей и повышение надежности устройства заключается в возможности обеспечить коммутацию ключевых эле40 ментов в любой последовательности в соответствии с параллельным кодом, поступающим на информационные входы

22 устройства, а также устранить единичные сбои дешифратора (пропадание

45 импульсов, появление ложных импульсов по одному или нескольким выходам одновременно с коммутирующим потенциалом), обеспечить работу устройства в случае отказа дешифратора, выдачу сигнала о работе устройства с отказом в дешифраторе при всех случаях сбоев в peruифраторе.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство коммутации для систем ь многоканального контроля и управления, содержащее счетчик, R-вход которого подключен к управляющему входу устройства, дешифратор с M = 2 выходами и (М вЂ” 1) ключей, (М вЂ” 1)-входовой элемент ИЛИ (M — 1) параллель ных цепей, каждая из которых состоит из триггера, элемента ИЛИ, элемента И, выход которого соединен с входом соответствующего ключа и соответствующим входом (М вЂ” 1)-входового элемента ИЛИ, первый вход элемента

И каждой параллельной цепи соединен с выходом триггера, а второй вход элемента И каждой параллельной цепи соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с соответствующим выходом дешифратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, в него введены первый, второй и третий триггеры, элемент ИЛИ, первый и второй элементы И, инвертор, элемент задержки,. вход которого соединен с (п + 1)-м выходом счетчика, с третьим входом элемента И каждой параллельной цепи и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с D-входом и С-входом первого триггера, R-. âõîäîì второго триггера и R-входом триггера каждой параллельной цепи, D-вход которого соединен с выходом триггера предшествующей параллельной цепи, С-вход триггера каждой параллельной цепи соединен с С-входом второго триггера, счетным входом счетчика и выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с тактовым входом устройства, а второй вход соединен с выходом третьего триггера, D-вход и С-вход которого соединены с входом "Пуск устройства, а R-вход соединен с выходом элемента ИЛИ, выход (M — 1)-входового элемента ИЛИ соединен с выхо дом 11Норма" устройства и через инвертор с первым входом второго элемента

И, второй ахоп которого соединен с выходом элемента задержки, выход второго элемента И соединен с выходом

Отказ и с вторым входом элемента

ИЛИ каждой параллельной цепи, вьгход первого триггера соединен с D-входом второго триггера, выход которого сое. динен с К-входом первого триггера и

D-входом триггера первой параллельной цепи, информационные входы устройства соединены с входами дешифратора и счетчика,, установочный вход которого соединен с установочным входоМ устройства.