Устройство для автоматизированного управления реконфигурацией объектов автоматизированной системы управления

 

Изобретение относится к автоматизированным системам управления, в частности к системам автоматизированного управления конфигурацией распределенных объектов в сложных АСУ. Цель изобретения состоит в повышении надежности устройства. Поставленная цель достигается путем организации обработки поступающей от всех территориально распределенных объектов управления информации об управлении-по стандартным каналам передачи данных с различными характеристиками по доведению сообщений за счет жесткой синхронизации времен доведения различных интерфейсов 4 з.п. ф-лы, 5 ил. с (С IND со о to О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 005 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3893382/24-24 (22) 09.04,85 (46) 15.02.87. Бюл. У 6 (72) М. А. Романов, 10. Ю. Бельских, О. Б. Грабовский и О. Л. Селиванов (53) 681.327.12(088.8) (56) Патент ClllA Ф 4305125, кл. G 05 В 15/02, опублик. 1981.

Патент США Ф 4301515, кл. G 05 В 19/18, опублик. 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАН"НОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕКОНФИГУРАЦИЕЙ ОБЪЕКТОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

„„SU„„1290260 А 1 (57) Изобретение относится к автоматизированным системам управления, в частности к системам автоматизированного управления конфигурацией распределенных объектов в сложных АСУ.

Цель изобретения состоит в повьппении надежности устройства. Поставленная цель достигается путем организации обработки поступающей от всех территориально распределенных объектов управления информации об управлении.по стандартным каналам передачи данных с различными характеристиками по доведению сообщений за счет жесткой синхронизации времен доведения различных интерфейсов. 4 з.п. ф-лы, 5ил. д

1290260

Изобретение относится к автоматизированным системам управления, в частности к системам автоматизированного управления конфигурацией территориально распределенных объектов 5

АСУ.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — пример кон- ®О кретного конструктивного выполнения селектора признака вида сообщения и номера объекта; на фиг. 3 — то же, блока выбора объекта; на фиг. 4 — то же, блока формирования кодов сообщений; на фиг. 5 — то же, блока фиксации сбоев.

Устройство (фиг. 1) включает селекторы 1 признака вида сообщения и номера объекта, блок 2 выбора объекта, первую группу регистров 3, вторую группу регистров 4, первые элементы ИЛИ 5, блоки 6 формирования кодов сообщений, блок 7 фиксации сбоев. Селектор 1 признака вида сообщения и номера объекта (фиг, 2) включает первый индикатор 8, первую группу триггеров 9, вторую группу триггеров 10 первую группу элеменt

30 тов ИЛИ Il вторую группу элементов

ИЛИ 12, первую группу элементов И 13, вторую группу элементов И 14, второй элемент ИЛИ 15, третий элемент ИЛИ 16, первый дешифратор 17 второй дешифФ

35 ратор 18.

Блок 2 выбора объекта (фиг. 3) включает второй индикатор 19, третью группу триггеров 20, третью группу элементов ИЛИ 21, третью группу элементов И 22, четвертую группу элементов И 23, группу инверторов 24.

Блок 6 формирования кодов сообшений (фиг. 4) включает первый триггер

25, второй триггер 26, пятую группу элементов И 27, шестую группу элементов И 28, седьмую группу элементов

И 29, восьмую группу элементов И 30, I третий регистр 31, второй регистр 32, генератор 33 импульсов, делитель 34 50 частоты импульсов, первый элемент

35 задержки, второй элемент 36 задержки, третий элемент 37 задержки, четвертую группу элементов ИЛИ 38, пя тую группу элементов ИЛИ 39, первый усилитель 40, второй усилитель 41.

Блок 7 фиксации сбоев (фиг.5) включает третий дешифратор 42, первый элемент И 43, второй элемент И 44, третий элемент И 45, четвертый элемент задержки 46, третий триггер 47, четвертый элемент ИЛИ 48, инвертор

49, счетчик 50.

Кроме того, на чертежах показаны первый 51, второй 52, третий 53, четвертый 54 и пятый 55 входы устройства (фиг. 1), первый 56, второй 57 и третий 58 входы, первая группа входов 59 и вторая группа входов 60, первый 6) и второй 62 выходы селектора признака вида сообщения и номера объекта (фиг. 2), первый 63 и второй

64 входы, группа входов 65 блока выбора объекта (фиг. 3), первый 66, второй 67, третий 68 и четвертый 69 выходы блока формирования кодов сообщения (фиг. 4), первый 70, второй ?1 и третий ?2 входы, группа входов 73, выход 74 блока фиксации сбоев(фиг. 5).

При этом все объекты являются объектами одного уровня иерархии сложной АСУ. Управляющий в данный момент времени из всей совокупности объектов является только один объект, все остальные являются запасными (резервными).

Обмен информацией между данными объектами осуществляется по двум ка-, налам передачи данных, имеющим разли 1 ные характеристики по доведению информации.

Работу устройства начинаем рассматривать в ситуации, когда один из объектов является управляющим, а все остальные — работоспособными и находятся в готовности к принятию управления на себя, В этом режиме управления на управ ляющем в данный момент объекте в регистр 31 блока 6 формирования кодов сообщений с входа 54 поступает код номера своего объекта. Сигнал о том, что данный объект является управляющим в виде импульса запуска с входа

5l поступает на единичный вход триггера 25, устанавливая его в единичное состояние, на вход сброса триггера 26, устанавливая его в исходное состояние, на вход сброса регистра

32, устанавливая его в исходное состояние, и через элемент ИЛИ 5 и группу элементов ИЛИ 21 на нулевые входы триггера 20 группы, устанавливая их в исходное состояние.

Высоким потенциалом триггера 25 открываются пятая 27 и шестая .28 группы элементов И и импульсами с

1290260

20 генератора ЗЭ содержимое регистра

31, представляющее собой код сообщения "Объект Ф ХХХ является управляющим", через группу 38 элементов ИЛИ и усилитель 40 выдается на выход 66 в каналы связи сети устройства данными с минимальными характерйстиками по доведению информации (первый канал) для передачи всем остальным объектам устройства. f0

Импульсы генератора 33 через элемент 35 задержки поступают на вход делителя 34 частоты импульсов. Импульсом с выхода делителя 34 содержимое регистра 31 через группу 39 элементов ИЛИ и усилитель 41 выдается в каналы связи обмена данными с максимальными характеристиками по доведению информации (второй канал).

Элемент 35 задержки предназначен для синхронизации последовательностей импульсов генератора 33 и делителя 34 частоты импульсов, который осуществляет деление частоты импульсов с кратностью, равной ближайшему

6альшему целому отношения времени передачи сообщения по каналам связи обмена данными с максимальными характеристиками по доведению информации к времени передачи сообщения по сети обмена данными с минимальными характеристиками по доведению информации.

Переданное сообщение по каналам связи двух каналов поступает на вхо- 35 ды регистров 3 всех объектов, которое затем расшифровывается в дешифраторах 17, 18 и 24. Причем в дешифратор 17 с первых выходов регистра 3 поступает код номера управляющего 40 объекта, в дешифратор 18 — код вида сообщения (в предлагаемом техническом решении предусматривается два вида сообщения: "Объект 11t ХХХ является управляющим" и "Объекту ТХХХ взять 45 управление"), а в дешифратор 42 — код признака каналов связи (первого или второго канала), по которым передается сообщение, I 50 . Допустим, высокие потенциалы, соответствующие номеру управляющего объекта и виду переданного сообщения, сформированы на одном из выходов дешифраторов 17 и 18. Этими потенциалами открываются соответствующие элементы И первой 13 и второй 14 групп, и импульсы с генератора 33 и делителя 34 частоты через элементы 36 и 37 задержки, время задержки которых равно времени передачи сообщения по каналам первой и второй систем соответственно, проходят через указанные элементы И на единичные входы соответствующих триггеров первой 9 и второй 10 групп, устанавливая в единичное состояние. Высокие потенциалы указанных триггеров зажигают на индикаторе 8 транспарант "Объект У ХХХ

tt является управляющим

Процесс выдачи сообщения "Объект

Р ХХХ является управляющим периодический, повторяется с интервалом времени, задаваемым генератором 33 и делителем 34 частоты, до тех пор, пока на управляющем объекте не будет принято решение о передаче функций управляющего объекта другому объекту управления либо управляющий объект неожиданно перейдет в такое состояние, при котором он не может выполнить свои функции. Например, последнее состояние возможно в результате аварии управляющего, причем переход в это состояние может осуществляться столь неожиданно, что управляющий объект не успеет передать управление одному из запасных объектов, В первом случае передача управления осуществляется следующим образом.

Код номера объекта, которому передается управление, поступает в регистр 32 с входа 55, а сигнал о передаче управления с входа 53 системы в виде импульса запуска поступает на единичный вход триггера 26, устанавливая его в единичное состояние, и на входы сброса триггера 25 и регистра 31, устанавливая их в исходное состояние. !

Высоким потенциалом триггера 26 открываются элементы И седьмой 29 и восьмой ЗО групп и содержимое регистра 32, представляющее собой код сообшения "Объекту У ХХХ взять управление, через элементы ИЛИ четвертой

38 и пятой 39 групп и усилители 40 и 41 выдается в каналы как первого, так и второго каналов передачи данных соответственно.

Код сообщения "Объекту N ХХХ взять управление" поступает в регистры 3 всех остальных объектов управления и расшифровывается дешифраторами 17 и 18. На индикаторе 8, в соответствии с описанной работой, 1290260 загорается транспарант "Объекту

N ХХХ взять управлениев.

Получив этот сигнал, объект, которому передается управление, начинает трансляцию в каналы двух каналов передачи данных сообщение "Объект 9 ХХХ является управляющим", где Ф вЂ” номер данного объекта. При этом работа устройства осуществляется аналогично описанной на управляющем в данный момент объекте.

Во втором случае при неожиданной аварии управляющего объекта выдача сигналов с его выходов 66 и 67 прекращается.

Этот факт в очередном цикле будет обнаружен блоком 7 фиксации сбоев. При поступлении кода сообщения

"Объект Ф ХХХ является управляющим" в регистр 3 по каналам связи с минимальными характеристиками по дсведению информации на одном из выходов дешифратора 42 формируется высокий .потенциал, открывающий по одному входу элемент И 43, и очередной импульс с генератора 33, поступающий через элемент ИЛИ 48 на сбросовый вход счетчика 50, устанавливает последний в исходное состояние. При поступлении упомянутого сообщения в регистр 3 по каналам связи с максимальными характеристиками по доведению информации на другом выходе дешифратора 42 будет сформирован высокий потенциал, открывающий по одному входу элемент И 44, и очередной импульс с делителя 34 частоты, поступая через данный элемент И на единичный вход триггера 47, устанав» ливает последний в единичное состояние. В свою очередь высокий потенциал триггера 47 поступает через элемент ИЛИ 48 на сбросовый вход счетчика 50, и последний устанавли.вается в исходное состояние. Импульсом, поступающим с выхода элемента задержки 46, время задержки которого равно суммарному времени переходных процессов в триггере 47, элементе ИЛИ 48 и счетчике 50, на нулевой вход триггера 47, последний устанавливается в исходное состояние.

Если в очередном цикле на первом выходе дешифратора 42 при нулевом состоянии соответствующих разрядов регистра 3 будет сформирован нулевой потенциал, то элемент И 45 будет открыт по одному входу высоким цотенциалом, сформированным на выходе инвертора 49. Тогда импульс с генерато ра 33 через элемент И 45 поступает на счетный вход счетчика 50.

В случае, если в течении и циклов, где п — ближайшее большее целое отношения времени и передачи сообщения по каналам связи с минимальными характеристиками по передаче информации к времени передачи информации по каналам связи системы с минимальными характеристиками по передаче, сообщение Объект Р ХХХ является управляющим не поступило как по первому так и по второму каналам передачи информации, то очередной импульс с генератора 33 по цепи сквозного переноса поступает на выход счетчика

50 и далее через элементы ИЛИ первой 11 и второй 12 групп на нулевые входы триггеров первой 9 и второй 10 групп, устанавливая последние в исходное состояние, а также на одни входы элементов И 22 и 23, другие входы которых соединены с соответствуюкими разрядами регистра 4 и инверторами 24.

Регистр 4 на каждом из объектов в своих разрядах хранит информацию

30 о готовности объектов к работе, которая поступает в него с входов 52.

Допустим, в первом разряде и последующих хранятся единицы, свидетельствующие о готовности соответст35 вующих объектов взять управление на себя.

В этом случае высокий потенциал первого разряда регистра 4 открывает

40 элемент И 22 и после инвертирования инвертором 24 закрывает элемент И 23.

Тогда импульс сквозного переноса через элемент И 22 поступает на единичный вход соответствующего триг45 гера 20, высокий потенциал которого зажигает на индикаторе 19 транспарант "Обьекту 9 ХХХ взять управление".

Если бы первый разряд регистра 4 имел нулевое значение, что свидетельствовало бы о том, что соответствующий этому разряду объект неисправен, то упомянутый элемент И 22 был бы закрыт низким потенциалом, а элемент

И 23 открыт высоким потенциалом ин55 вертора 24. В этом случае импульс сквозного переноса с выхода счетчика

50 проходит, открывает следующий элемент И 22 и при наличии единицы в очередном разряде регистра 4 уста1290260 навливает соответствующий триггер 20 в единичное состояние. Загорание на индикаторе 19 номера соответствующего объекта будет командой "Объекту

N - ХХХ взять управление". 5

По этому сигналу объект, номер которого горит на индикаторе, начинает трансляцию сообщения "Объект

9 ХХХ является управляющим", приняв управление на себя. Далее работа устройства осуществляется аналогично описанной, Введение новых узлов и элементов позволяет существенно повысить быстродействие работы устройства, исключая случаи потери управления при выходе управляющего объекта из строя (аварии), а также передавать информацию об управлении как по каналам с максимальными характеристиками по доведению, так и по каналам с минимальными характеристиками по доведению инфо мации. р

Формула изобретения

1. Устройство для автоматизированного управления реконфигурацией объектов автоматизированной системы 30 управления, содержащее узлы синхронизации работы объектов, каждый из которых включает селектор признака вида сообщений и номера объекта, первый элемент ИЛИ, блок выбора объекта, регистры первой группы, регистры второй группы, первые выходы регистров первой группы подключены к первым входам селектора признака вида сообщения и номера объекта, пер- 4р вый выход которого подключен к сбросовым входам регистров первой группы и к первому входу первого элемента

ИЛИ, вторые входы которого являются первыми входами узла синхронизации 45 работы объектов, а выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу блока выбора объекта, вторые входы которого подключены к выходам регистров второй группы, информационные5О входы которых являются вторыми входами узла синхронизации работы объектов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности устроиства В каждый его узел синх» ронизации работы объектов введены блоки фиксации сбоев и блока формирования кодов сообщения, первые выходы которых подключены к информационным входам соответствующих регистров первой группы других узлов синхронизации работы объектов, вторые выходы блока формирования кодов сообщений подключены к вторым входам селектора признака вида сообщения и номера объекта, а входы блока формирования кодов сообщений являются первым, тре1 тьим, четвертым и пятым входом узла синхронизации работы объектов соответственно, первые входы блока фиксации сбоев соединены с вторыми выходами регистров первой группы, а вторые входы со вторыми выходами блока формирования кодов сообщений, тре- тий вход — с вторым выходом селектора признака вида сообщения и номера объекта, а выход блока фиксации сбоев соединен с третьими входами селектора признаков вида сообщения и номера объекта и блока выбора объекта соответственно.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что селектор признака вида сообщения и номера объекта содержит первую и вторую группы элементов ИЛИ, первую и вторую группы элементов И, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй дешифраторы, первую группу триггеров, вторую группу триггеров, выходы триггеров первой группы подключены к входам первого индикатора, выходы элементов

И первой группы подключены к одним входам триггеров первой группы к одним входам соответствующих элементов ИЛИ первой группы, другие входы которых являются первым входом селектора, а выходы подключены к другим входам триггеров первой группы, выходы триггеров второй группы подключены к входам первого индикатора, выходы элементов И второй группы подключены к одним входам триггеров второй группы и к одним входам соответствующих элементов ИЛИ второй группы, другие входы которых являются первым входом селектора, а выходы подключены к другим входам триггеров второй группы, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами соответствующих элементов И первой группы, а выход является первым выходом селектора, входы первого дешифратора являются первой группой входов селектора, а выходы подключены к одним входам соответствующих элементов И первой группы, входы второго дешифратора

9 1 2932 являются второй группой входов селектора, а выходы подключены к одним входам соответствующих элементов И второй группы, причем один из выходов второго дешифратора является вторым выходом селектора, входы третьего элемента ИЛИ являются соответственно вторым и третьим входами селектора, а выход подключен к другим входам элементов И .первой и Второй групп. (О

3. Устройство по п. 1, о т л и-ч а ю щ е е с я тем, что блок в»1бора объекта содержит второй индикатор, группу инверторов, третью, четвертую группы элементов И, третью группу элементов ИЛИ, третью груплу триггеров, выходы которых подключ ны к входам второго индикатора, одни входы элементов И третьей группы являются группой входов блока, л Вы:<Оды подключены к одним входам триг:.е-ров третьей группы и к одним Входам элементов ИЛИ третьей группы„ другие входы которых являются гервыми Вхо25 дом блока, а выходы подключены к другим входам триггеров третьеи группы, входы инверторов группы являются группой входов блока., a выходы подключены к одним входам эле39 ментов И четвертой группы, Выходы которых подключены к другим Входам соответствующих элементов И третьей и чегвертой групп, кроме того„,другие входы соответствуощих элементс1з

И третьеи и четвертой групп являются вторым входом блока, Выход соответ-ствующего элемента И четвертой груг.-пы подключен к одному входу соответствующего триггера третьей группы, другой вхоц которого является перB»IM входом блока, а В»гход подKJIlo=lel-: к второму индикатору.

5. Устройство I!n и, 1, О т л и ч л ю щ е е с я тем, что блок фик— слции сбсев содержит третий триггер, перв»гй, Второй, третий элементы И, с етчик, инвертор, четвертый ззгемент

ИЛИ, третий и четвертый дешифраторы, >зходы третьего дешифраторл являются группой Входоь блока, Одни Входы пер-oro элемента И являются перв»гм и

Втсрым входами блока соответственно, другой вход соединен с Одним выходом третьего дешифраторг, а выхоц подключе ;:. к одному Входу четвер Гого элемента ИЛИ, Одни Входы В ropor элемента

И являются соответственно первы (и третьим входами блока, другсй вход соединен с другим Выходом третьсго де(гифратора, а выход г.одключен к одному входу третьего триггера, выход которого подключен к другому Входу четвертого элемента ИЛИ, вход четвер-.Ого элемента задержки является тре4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования входов сообщения содержит первый триггер, генератор импульсов, делитель частоты импульсов,.пятую и шестую группы элементов И, первый, второй, третий элементы задержки, четвертую, пятую группы элементов

ИЛИ, первый, второй, усилители, второй триггер, третий, четвертый ðåгистры, информационный и установочный входы третьего регистра являются соответственно третьим и четверт»гм входами блока, а выход подключен к одним входам элементов И пятой и шестой группы, входы первого триггера являются перв»:м и третьим входами блска соответственно, а выход подключен к другим входам элементов

И пятой и шестой групп, выход гене pB.Topa Fìïóëüñoç подключен к входам первого и второго элементов задержки и к соответствующим входам элементов К пятой группы, вход делителя частс:ты импульсов соединен с выхоцом первого элемента задержки, а выход псдключен к соответствующим входам aëeìeíòoâ И шестой группы и к входу третьего элемента задержки, информавионн»гй и установочный входы четвертого регистра являю".ñÿ соответственно первым и пятым входами блока, а Выходы подключены к Одним Входам элемента И седьмой и Восьмой групп, Входы Второго триггера являются соответственно перв»(м и третьим входами блока, а выход поцкJ(ючен к другим

Входам элементов И седьмой .и Восьмой групп, вхоцы элементов ИЛИ четвертой группы соединены с в»гходами элементов И пятой и седьмой групп„ ". выходы подключены к г(ер зому усилителю, ВЫХОД КОГОРОГО ЯВЛЯЕТСЯ ПЕРВЫМ ВЫХОдом блока, входы элементов ИЛИ ггятой группы соединены с в»гходлми элементов И ше=той и восьмой групп, л выхо,ды г одключены к входам второго усилиT (зля, Вы (Оц Ko Topoi" Î ЯВЛЯ стся В ГОрым

Выходом блока, кроме того, Выходы

В гпрог и тре-ьего злементов задержки являются соответствейно третьим и

:-*е-Верт»гм Выходами блока.

)290260 ка.

55595551

Л 555955, 55 59.ß Ë тьим входом блока, а выход подключен к другому входу третьего триггера, вход инвертора соединен с одним входом третьего дешифратора, а выход подключен к одному входу третьего элемента И, другой вход которого яв!

2 ляется вторым входом блока, а выход подключен к одному входу счетчика, другой вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, 5 а выход ЯвлЯетсЯ выходом,бло—

62

57

58 е фа. эл-mu НЛИ5 с йиоЮаФ реа. 2

Фиг.3

)290260

Физ 5

Составитель И.Опарин

Редактор А. Гулько Техред Л.Сердюкова Корректор Г. Решетник

Тираж 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7899/44

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4