Устройство для управления процессом передачи сигналов управления в иерархической автоматизированной системе управления

 

Изобретение относится к автоматизированным системам управления, в частности к системам управления объектами различных уровней иерархии в сложных АСУ. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет исключения возможности несанкционированных действий. В устройство введены элемент задержки, шифратор, блок памяти, четвертый и пятый регистры, компаратор, третья группа элементов ИЛИ, третий элемент ИЛИ и четвертый триггер, связи между которыми позволяют исключить несанкционированные действия обслуживающего персонала. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 05 В 19/18 г

„ г, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1295369 (21) 4425701/24-24 (22) 08.04.88 (46) 30.11.89. Бюл. № 44 (72) О.Б.Грабовский, О.К.Фомичев, - А.Н.Романов, Ю.Ю.Бельских и Е.А.Грабовская (53) 621.503,55(088.8) (56) Патент США ¹ 4301515, кл. G 05 В 23/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР, № 1295369, кл. G 05 В 18/18, С 06 Р 15/46, 1987.

Изобретение относится к автомати-, зированным системам управления, в частности к системам для управления объектами различных уровней иерархии в сложной АСУ.

Цель изобретения — повышение надежности функционирования устройства за счет исключения возможности несанкционированных действий.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — схема формирователя временных сигналов; на фиг.3— схема первого блока отображения информации; на фиг. 4 — схема селекто-! ,ра; на фиг. 5 — схема второго блока ,отображения информации.

Л0.„1525679 A 2

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ

В ИЕРАРХИЧЕСКОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ

СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматизированным системам управления, в частности к системам управления объектами различных уровней иерархии в сложных АСУ, Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет исключения воэможности несанкционированных действий. В устройство введены элемент задержки, шифратор, блок памяти, четвертый и пятый регистры, компаратор, третья группа элементов ИЛИ, третий элемент

ИЛИ и четвертый триггер, связи между которыми. позволяют исключить несанкционированные действия обслуживающего персонала, 5 ил.

Устройство содержит первую группу регистров 1-3, генератор 4 им- СП пульсов, первую 5, вторую 6, третью

7, четвертую 8 и пятую 9 группы элементов И, первый 10, второй 11 и тре- Я ) тий 12 регистры, первый 13, второй

14, третий 15, четвертый 16 и пятый

17 дешифраторы, первый 18, второй 19 и третий 20 триггеры, первый 21 и второй 22 элементы И, первый 23 и второй 24 элементы ИЛИ, первую 25 и ) вторую 26 группы элементов ИЛИ, счетчик 27, делитель 28 частоты, первую

29 и вторую 30 группы триггеров, ! усилитель 31, формирователь 32 временных сигналов, первый 33 и второй

1525679

34 блоки отображения, группу селекторов 35, элемент 36 задержки, шифратор 37, блок 38 памяти, четвертый 39 и пятый 40 регистры, компаратор 41, третью группу элементов ИЛИ 42, третий элемент ИЛИ 43, четвертый триггер 44, первую 45 и вторую 46 группы информационных входов, первый 47 . управляющий вход, третью 48 группу информационньгх входов, второй 49 управляющий вход, четвертую 50, йятую

51 и шестую 52 группы информационных входов и группу информационных выходов 53. 15

Формирователь 32 временных сигналов включает в себя группу триггеров

54, триггер 55, первую 56 и вторую

57 группы элементов .И, группу 58 счетчиков, первый счетчик 59, группу 60 20 элементов ИЛИ, группу 61 элементов

НЕ, дешифратор 62 и второй счетчик 63.

Первый блок 33 отображения информации состоит из индикатора 64, группы триггеров 65, группы элементов 66 25 задержки, группы 67 элементов И и группы дифференцирующих элементов 68.

Селектор 35 содержит первую 69 и вторую 70 группы элементов И, группу

71 инверторов и группу 72 усилителей. 30

Второй блок 34 отображения информа, ции образуют четыре группы 73 тригге, ров, четыре группы 74 дифференцирующих элементов, четыре группы 75 элементов задержки и индикатор 76.

35 . Работа устройства рассматривается совместно с аналогичными устройствами всех объектов управления многоуров/ невой автоматизированной системы управления. Работа объектов управления 40 строго синхронизирована и к заданному моменту времени все узлы и элементы ус=ройства установлены в исходное состояние.

Для исключения случаев несанкци- 45 онированных действий триггер 44 должен находиться в нулевом состоянии, низким потенциалом с его прямого выхода закрыты группа элементов И 8 и элемент И 21, в результате блокирует- 50 ся возможность выдачи сигналов управления с выходов 53.

Блокировка указанных цепей снимается путем установки триггера 4 в единичное состояние в соответствии с алгоритмом функционирования системы.

Сигнал управления в виде импульса запуска с входа 49 устройства поступает на установочный вход триггера

18, устанавливая его в единичное состояние, этот же импульс поступает через соответствующие элементы ИЛИ 26 на возвратные входы триггеров 30.

Кроме того, этот же импульс поступает на возвратный вход триггера 20, а также через соответствующие элементы

ИЛИ 60 на нулевые входы триггеров

54 и на нулевой вход триггера 55 формирователя 32 временных сигналов, устанавливая (подтверждая) указанные элементы в исходное состояние.

Высоким потенциалом с прямого выхода триггера 18 открываются элементы

И 8 группы, а-очередным импульсом делителя частоты 28 содержимое регистра

12, представляющее собой код сообщения "Объект У ... является управляющим", через элементы группы ИЛИ 25 и усилитель 31 выдается на вьгход 53 устройства, в каналы связи для передачи всем остальным объектам управления системы.

Переданное сообщение поступает на группу входов 45 устройства на всех объектах управления системы.. С входа

45 данное сообщение записывается в регистр 10. Код номера управляющего объекта, входящий в код сообщения, расшифровывается в дешифраторе 13, который на одном.из своих выходов, соответствующем номеру управляющего объекта, формирует высокий потенциRH В

Код вида сообщения (в данном слу" чае это сообщение вида "Объект 9 является управляющим") расшифровывается в дешифраторе 15, на одном из выходов которого, соответствующем виду сообщения, формируется высокий потенциал. Эти потенциалы поступают на соответствующие входы блока 3 . отображения информации, открывая соответствующие элементы И 67. Импульсом с делителя частоты 28, поступающим на вход 33.3 блока 33 и через элеьгентьг И 67 на установочные входы соответствующих триггеров 65 группы, последние устанавливаются в единичное состояние. Высокими потенциалами с прямых выходов триггеров 65, поступающими на индикатор 64, зажигается транспарант "Объект В ... является управляющим". Кроме того, выходные сигналы каждого из элементов И 67 через выходы 33.41-33.4 блока 33 поступают на вход элемента ИЛИ 43, а с его

1525679 выхода на сброс (поцтверждение) в исходное состояние триггера 44 и регистра 39.

Импульс высокого потенциала обра5 зуется на выходе соответствующих дифференцирующих элементов 68 при поступлении на их входы высокого потенциала с выходов соответствующих элементов бб задержки, на которые, в 10 сьою очередь, постугает высокий потенциал с выходов соответствующих триггеров 65, устанавливая их в исходное состояние. Причем время задержки сигнала элементами .66 равно времени пе- 15 редачи сообщения по каналам связи.

Высокий потенциал на одном из выходов дешифратора 13, поступающий че- рез элемент ИЛИ 23 и элемент 36 задержки на вход сброса регистра 10 устанавливает его в исходное состояние.

Процесс выдачи: сообщения "Объект

У ... является управляющим" с управляющего объекта периодически повторяется с интервалом времени, задаваемым делителем 28 частоты.

В случае принятия решения на управляющем объекте старшего звена управления о переводе одного или не- 30 скольких объектов управления различных подсистем в децентрализованный режим управления на данном объекте с соответствующих входов 50 группы в регистры 1-3, соответствующие номерам 35 указанных объектов, поступают коды номеров тех объектов, которые должны перейти в децентрализованный режим управления.

Одновременно с этим с входов 51 40 группы устройства, соответствующих номерам данных объектов, на установочные входы соответствующих триггеров 29 группы поступают импульсы высокого потенциала, устанавливающие 45 их в единичное состояние. Высокие потенциалы с триггеров 29 группы поступают на установочные входы соответствующих триггеров 54 группы формирователя 32 временных сигналов, ус- 50 танавливая их в единичное состояние.

Сигнал передачи управления на управляющем объекте с входа 47 устройства поступает на установочный вход триггера 19, устанавливая его в 55 единичное состояние, Высоким потенциалом с прямого выхода триггера

19 открывается элемент И 21, разрешая поступление импульсов с генератора 4 импульсов на счетный вход счетчика 27 (на управляющем объекте триггер 44 находится в единичном состоянии). С поступлением каждого импульса генератора .импульсов 4 в счетчик 27 на его выходе образуется определенная кодовая комбинация, поступающая в дешифратор 14. Определенной кодовой комбинации на входе дешифратора 14 соответствует высокий потенциал на одном из его выходов.

Делитель 28 частоты осуществляет деление частоты импульсов генератора

4 таким образом, что периодичность формирования импульсов на его выходе равна периодичности формирования высокого потенциала на каждом из выходов дешифратора 14.

Высокий потенциал, сформированный на младшем разряде дешифратора 14, 1, поступает на вход сброса счетчика

27, на возвратные входы триггера 19 и триггеров 29, на сбросовые входы региетров 1-3, устанавливая указанные элементы в исходное состояние, Переданное сообщение на каждом объекте управления поступает на вход

45 устройства и записывается в ре.гистр 10. Дешифрация кода номера объекта, которому передается управление, и кода вида сообщения "Объекту У ... взять управление", его индикация на индикаторе 64 происходит аналогично приему сообщения вида

"Объект N - ... является управляющим".

Если код номера объекта, которому передается управление, в регистре 1О равен коду,.хранящемуся в регистре

40, то компаратор вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 44 в единичное состояние, в котором он высоким потенциалом с единичного выхода разрешает работу элементов И 8 и 21 °

Объекты управления, получившие сообщения на переход в децентрализованный режим управления, начинают трансляцию в каналы связи сообщения вида "Объект Р ... является управляющим" в адрес управляющего объекта высшего звена управления и подчиненных им объектов.

Для контроля работоспособности объектов, управляющих в децентрализованном режиме, на управляющем объекте старшего звена управления осуществляется проверка поступления сообщения вида "Объект У ... является

1525679.управляющим" от указанных объектов в каждом цикле.

Указанный контроль осуществляется следующим образом.

При поступлении данного вида сообщения с входа 45 в регистр 10 высоким потенциалом, сформированным на соответствующем виду сообщения выходе дешифратора 15, открывается группа 10 элементов И 9, через которые код номера объекта, содержащийся в коде данного сообщения, поступает с выходов регистра 10 в дешифратор 16, на одном из выходов которого формируется высо- 15 кий потенциал, поступающий на установочный вход соответствующего триггера 30 группы, устанавливая его в единичное состояние, и на соответствующий инвертору 61 элемент И 57 20 группы формирователя временных сигналов 32. Импульсы с генератора импульсов 4 поступают на счетный вход счетчика 63, на выходе которого образуется определенная кодовая комбинация, с поступлением которой в де" шифратор 62 на соответствующем выходе последнего формируется BblcoKBH Ilo» тенциал, поступающий через соответствующий элемент И 57 на вход сброса 30 соответствующего счетчика 58 группы.

Этот процесс повторяется периодически в каждом цикле поступления сообщения "Объект N - ... является управляющим". 35

Если в случае неожиданного (не предвиденного) выхода из строя управляющего децентрализованного объекта (объектов), от него не поступит на управляющий объект старшего звена управления сообщения вида "Объект

11 - ... является управляющим", то этот факт в очередном цикле будет зафиксирован дешифратором 16, который на 45 одном из своих выходов, соответствующем номеру вышедшего из строя объекта, сформирует нулевой потенциал; последний, поступив на соответствующий вход группы формирователя 32 временных сигналов, будет инвертирован соответствующим инвертором 61.

Высокий потенциал с выхода инвертора 61 поступает на соответствующий элемент И 56, открывая последний по одному из входов. Высокий потенциал, сформированный в данном цикле на соответствующем выходе дешифратора 62, через соответствующий элемент

И 56 поступает на счетный вход соответствующего счетчика 58 группы.

Если, например, в течение трех циклов в регистр 10 не поступит код объекта, управляющего в децентрализованном режиме (этим проверяется факт случайного сбоя в работе данного объекта), то очередной импульс с соответствующего выхода дешифратора

62 по цепи сквозного переноса поступает на выход соответствующего счетчика 58.

Регистр 11 на каждом объекте управления хранит информацию с готовности соответствующих объектов к работе, которая поступает в него с входа 46 устройства.

Допустим, в первом разряде (левом крайнем) и последующих разрядах хранятся единицы, свидетельствующие о готовности соответствующих объектов взять управление на себя, В этом случае высокий потенциал первого разряда регистра ll открывает соответствующий элемент И 70 соответствующего селектора 35 и после инвертирования соответствующим инвертором 71 закрывает соответствующий элемент И 69 по одному из входов. Тогда импульс сквозного переноса с соответствующего выхода формирователя 32 временных сигналов через элемент И 70 соответствующего селектора 35 поступает как на единичный вход триггера 73 второго блока 34 отображения информации устанавливая его в единичное состояние, Высокий потенциал триггера 73 зажигает на индикаторе 76 транспарант

"Объекту 11 ... взять управление".

Импульс с выхода соответствующего селектора поступает на соответствующий вход шифратора 37, на остальных входах которого нулевые потенциалы, шифратор 37 формирует адрес, по которому из блока памяти 38 считывается и записывается в регистр 39 по импульсу с младшего разряда шифратора 37 код номера объекта, номер которого загорелся на индикаторе 76. Считанный код из регистра 39 через элементы ИЛИ 42 поступает на первые входы компаратора 41, который сравнивает коды регистров

39 и 40.

Если номер объекта, хранимай в регистре 40, совпадает с номером объ1525679

10 екта в регистре 39, которому предлагается взять управление, то компаратор вырабатывает импульс, который поступает на установочный вход триг5 гера 44 и устанавливает его в единичное состояние, снимая блокировку с элементов И 8 и 21.

Высокий потенциал триггера 73 зажигает на индикаторе 76 транспарант

"Объекту Р ... взять управление™.

Если первый разряд регистра 11 имеет нулевое значение, что свидетельствует о неисправности соответствующего объекта, то элемент И 70 закрыт низким потенциалом, а соответствующий элемент И 69 открыт высоким потенциалом инвертора 71. В этом случае импульс сквозного пере- носа с выхода соответствующего счетчика 58 формирователя временных сигналов 32 поступает в усилитель 72 селектора 35.

С выхода усилителя 72 усиленный ,импульс при наличии единицы в очеред- 25 ном разряде регистра 11 поступает на единичный вход соответствующего триггера 73 вToрого блока отображения информации 34, устанавливая его в единичное состояние. 30

Номер соответствующего объекта, указанный на индикаторе 76! будет указанием: "Объекту Р ... взять управление". По этому сигналу объект, номер которого, указан на индикаторе . 76, выдает в каналы связи сообщения вида "Объект 1!! ... является управля-!!

Количество введенных в устройство селекторов 35, элементов второго 40 блока 34 отображения информации и . формирователя 32 временных сигналов, разрядов регистра 11 зависит от количества объектов старшего звена управления и объектов управления раэ- 45 личных подсистем. Одна цепь указанных элементов устройства обеспечивает контроль работоспособности данных объектов и назначение их управля-. ющими. В случае принятия решения о переводе всех объектов системы в полный децентрализованный режим управляющий объект старшего звена управления, приняв от всех объектов подсистемы, которые управляют децентрали-!! эованно, сообщения вида Объект 11!Ä.. является управляющим, переходит в режим контроля работоспособности указанных объектов, прекращая трансляцию в каналы связи сообщения указанного вида. Это происходит следующим образом. С выходов дешифратора 16, которые соответствуют номерам объектов управления подсистем, импульсы высокого потенциала поступают на установочные входы соответствующих триггеров 30, устанавливая их в единичное состояние. После того, как все триггеры 30 будут переведены в единичное состояние, на выходе элемента И 22 формируется высокий потенциал, поступаюций через элемент ИЛИ

24 на возвратный вход триггера 18, переводя его в исходное состояние, чем запрещается выдача в каналы связи содержимого регистра 12.

Контроль за работоспособностью объектов, управляющих децентрализованно, на управляющем объекте старшего уровня иерархии осуществляется аналогично описанному.

В.случае поступления сообщения

"Объект Р ... является управляющим" от объекта равного уровня иерархии, но старшего по рангу, чем управляющий в данный момент времени объект этого уровня иерархии, последний пе- . реходит из управляющего режима в дежурный режим, прекратив управление объектами системы (подсистема). При этом код сообщения, поступившего от старшего по рангу объекта с входа 45 устройства в регистр,10, расшифровывается дешифратором 17, на выходе которого возбуждается высокий потен-! циал, поступающий через элемент ИЛИ

24 на возвратный вход триггера 18, устанавливая его в исходное состояние и, следовательно, запрещая выдачу р каналы связи содержимого регистра

12. Этим же потенциалом устанавливаются в нулевое состояние триггеры

54 формирователя 32 временных сигналов, контроль за работоспособностью подчиненных объектов прекращается.

Этот же потенциал поступает на установочный вход триггера 55, устанавливая его в единичное состояние, и на соответствующий элемент И 57 и инвертор 61 формирователя временных сигналов 32. При этом осуществляется контроль с использованием счетчика 59, соответствующих элементов И

56, селектора 35 и второго блока

34 отображения информации за работоспособностью управляющего в данный

1525679

12 момент объекта старшего звена управления.

Формула изобретения

Устройство для управления процессом передачи сигналов управления в иерархической автоматизированной системе управления по авт. св. В 1295369, О о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет исключения возможности несанкционированных действий,.

s него введены элемент задержки, шиф" 15 ратор, блок памяти, четвертый и пятый регистры, компаратор, третья группа элементов ИЛИ, третий элемент ИЛИ и четвертый триггер; причем выход элемента задержки соединен с входом 2п сброса первого регистра, а вход элемента задержки соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выходы группы селекторов соединены с соответствующими входами шифратора, выходы кото- 25 рого соединены с адресными входами блока памяти, выходы которого соедийены с информационными входами четвертого регистра, выходы которого соединены с первой группой информационных входов третьей группы элементов ИЛИ, вторая группа информационных входов которой соединена с первой группой информационных выходов первого регистра, информационные выходы группы первого блока отображения соединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами сброса четвертого триггера и четвертого регистра, вход записи которого соединен с выходом младшего разряда шифратора, выходы третьей группы элементов ИЛИ соединены с первой группой информационных входов компаратора, вторая группа информационных входов которого соединена с выходами пятого регистра, информационные входы и вход записи которого являются шестой группой информационных входов устройства, выход компаратора соединен с установочным входом . четвертого триггера, прямой выход ко« торого соединен с входами первого элемента И и четвертой группы элементов И.

1525679

1525679

1525679

Со ставит ель А. Русо в

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Дндык

Корректор М.Максимишинец

Заказ 7226/44 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул, Гагарина, 101