Устройство для контроля импульсных объектов

Устройство для контроля импульсных объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля импульсных объектов, а также для сопряжения с микропроцессорной системой . Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет самоконтроля . Устройство содержит диодно-резисторньш блок, переключателиi блок контроля и генератор импульсов, блок постоянной памяти, блок сравнения, блок оценки, блок самоконтроля, блок оценки результатов самоконтроля. Устройство обеспечивает регистрацию контролируемой импульсной информации как при отсутствии, так и возникновении дефекта, допускает перевод в режим самоконтроля, что повьшает его надежность. 4 з.п. ф-лы, 7 ил. С (Л с: оо со со СП 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„! 339587 (51)4 С 06 F 15/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Г.с, !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

H Д ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3967526/24-24 (22) 19.09.85. (46) 23.09.87. Бюл. ¹ 35 (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И. Ленина (72) И.Е. Хейфец, А.Т. Бибикова, P.À. Лытаев, И.П. Таратута, Г.В. Тихонова и А.И. Январев (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 847322, кл. G 06 F 11/00, G 06 F 15/46, Н 05 К 10/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1282089, кл. G 06 F 11/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИМПУЛЬСHbIX ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля импульсных объектов, а также для сопряжения с микропроцессорной системой. Цель изобретения — повьппение надежности устройства за счет самоконтроля. Устройство содержит диодно-ре- зисторный блок, переключатели; блок контроля и генератор импульсов, блок постоянной памяти, блок сравнения, блок оценки, блок самоконтроля, блок оценки результатов самоконтроля. Устройство обеспечивает регистрацию C контролируемой импульсной информацни как при отсутствии, так и возникновении дефекта, допускает перевод в режим самоконтроля, что повьппает его ( надежность. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.! !39587

Изобретение относится к автол атике

H Bf>I÷èñëèòåïü!!îé технике и предназпа— чена для использования в качестве перестраиваемого дискретного устрой 1 ства управления с контролем и сигнализацией кодов ошибок, а также в качестве устройства сопряжения с микропроцессорной системой.

Цель изобретения — повышение надежности за счет введения самоконтроля.

На фиг. приведена схема устройства; на фиг. 2 — диодно-резисторный блок; на фиг. 3 — блок сравнения; на фиг. 4 — блок оценки кодов; на фиг. 5 — блок самоконтроля„ на фиг.6— временные диаграммы входных информациоцных сигналов контролируемого объ— екта и кода; на фиг. 7 — временные диаграммы работы блока оценки коцов и кода состояния элементов памяти.

Устройство содержит (фиг. !! информационные входы 1, диодно-резисторный блок 2, первый переключатель 2

3, блок 4 контроля, генератор 5 импульсов с прямым тактовым выходом 6 и инверсным тактовым выходом 7, блок

8 постоянной памяти, второй переключатель 9, блок 10 сравнения с первым

11 и вторым 12 выходами сравнения и тактовым выходом 13, блок 14 оценки кодов с установочным 15 и блокировочным 16 выходами и выходом 17 управления, блок 18 самоконтроля, блок

l9 оценки результатов самоконтроля

35 с выходами 20, вторая 21 и первая 22 шины питания.

Диодно-резисторный блок содержит (фиг. 2) диоды 23 группы, резисторы

24 группы и резистор 25.

Блок сравнения (фиг. 3) включает с первого по четвертый преобразователи 26-29 уровня сигнапа, выполняющие роль инверторов, с первого по четвертый дифференцирующие элементы

30-33 и с первого по третий элементы

И-НЕ 34-36.

Блок оценки кодов (фиг. 4) содержит с первого по третий элементы

И-HE 37-39, элемент HF. 40, дифференцирующий элемент 41, первый и второй элементы И 42 и 43, инерционный элемент (конденсатор) 44, первый 45 и второй 46 диоды, с первого по четвер55 тый резисторы 47 — 50, а элементы 37, 38 и 41 образуют одновибратор.

Блок самоконтроля!фиг. 5!включает с первого по третий накапливающие элел1еf!òb! 51 - .1 1, и." ll г !! >4 !! р< тор 55.

На фйгг. 6 обо !!!:! r нл!: 56-6 3 — в рг менные диаграммы информ:.s пионгп!x си гналов с U z,, но U 64 — врем иная

bx!! диаграмма кода.

На фиг. 7 врел1еннь|е диаграммы ра— баты блока 4 оценк и кодов обоз пачеHb!:

65 — код состояния входной информации; 66 — сигнал на первом входе сравнения; 67 — сигнал на втором входе сравнения; 68 — сигнал на прямом тактовом входе приоритета (прямой выход 6 генератора 5 импульсов); 69 сигнал на инверсном тактовом входе самоконтроля (инверсный выход 7 генератора 5 импульсов); 70 — сигнал на первом входе элемента И-НЕ 39 (выход одновибратора); 71 — сигнал выхода одновибратора (выход элемента И вЂ” НЕ

38); 72 — сигнал на выходе элемента

И-HF, 39; 73 — сигнал на втором входе управления (входе дистанционной деблокировки) блока 14; 74 — сигнал на первом входе управления (входе местной деблокировки) блока 14; 75 — сигнал на установочном выходе !5 блока

14 76 — сигнал на выходе управления блока 14; l7 — сигнал на блокировочном выходе 16 блока 14; 78 — сигнал состояния регистра блока 4 контроля.

Устройство работает следующим образом.

Контролируемый объект может находиться в различньгх состояниях одного из трех режимов работы: нормальный, ненормальный и нерабочий. На информационные входы устройства для контроля импульсных объектов могут поступать различные коды и их наборы (код определяется сигналами, характеризующими состояние объекта). Разделение наборов кодов по режимам работы зависит от контролируемого объекта. Программирование блока 8 постоянной памяти и блока постоянной памяти в блоке 4 контроля производится в соответствии с выбранным разделением кодов.

Длительность одного состояния объекта представляет собой такт. Сигналы в тактах могут быть синфазными или синхронными. При нормальной работе происходит непрерывная смена тактов, определяющих нормальные режимы работы контролируемого объекта. Смена тактов происходит дискретно, порядок смены тактов молкет быть произвольным

1339587 и длительность тактов может изменяться от минимального значения, определяемого разрешающей способностью логических элементов, до десятков мил5 лисекунд (ограничение по длительности вызвано реальной возможностью построения цепей самоконтроля). В процессе нормальной работы контролируемого объекта может происходить чередо-10 вание тактов, определяющих нормальный режим работы с тактами, характеризующими нерабочее состояние контролируемого объекта. Такты ненормальной работы могут различаться по длитель- !5 ности и в зависимости от этого характеризоваться как поломка объекта либо как код, образованный в результате краевых эффектов. Такт, характеризующий поломку объекта, больше наперед заданной длительности допустимой помехи.

Диодно-резисторный блок 2 предназначен для диагностики места неисправности — объект или устройство для контроля импульсных объектов. Он передает сигналы на информационные входы блока 4 контроля и генератора 5 импульсов, если его управляющий вход через переключатель 3 соединен с шиной 22 питания и не пропускает информационные сигналы (имитируют нерабочий режим контролируемого объекта) при положении переключателя 3, обрывающем управляющий вход.

Блок 4 контроля по назначению в точности соответствует блоку контроля известного устройства и содержит блок ключей, блок регистров, узел постоянной памяти и блок индикации. 40

Блок 8 постоянной памяти является дополнением к блоку 4 контроля и реализует программу, аналогичную програмблока постоянной памяти в блоке 4 контроля. 45

Блок 10 сравнения с целью осуществления самоконтроля предназначен для сравнения первых и вторых групп выходов блока 8 постоянной памяти и блока 4 контроля, первый и второй выходы которого соответствуют выходам блока постоянной памяти блока 4 контроля. Блок 14 оценки кодов предназначен для оценки состояний первого 11 и второго 12 выходов сравнения блока

10 сравнения, для перевода устройства в режим автоколебаний (самоконтроля) и для формирования сигналов на установочном выходе !5 и блокировочном выходе l6.

Блок 18 самоконтроля осуществпяет логические операции с последовательностями импульсов тактового выхода

13, формируемого блоком 10 сравнения, и входа 17 самоконтроля, формируемого блоком 14 оценки кодов.

На фиг. 6 показано произвольное расположение сигналов (56-63) для восьми информационных входов 1, образующих такты различных режимов работы контролируемого объекта.

С целью упрощения пояснения работы устройства принято условное обозначение кодбв (64), где коды нормального режима (нормальная информация НИ) заштрихованы вертикальными линиями, коды ненормального режима (ненормальная информация NHH) зачернены и коды нерабочего режима (нет информации

И) не заштрихованы и не зачернены.

При этом принята отрицательная логика, т.е. уровень напряжения или импульс напряжения на информационных входах соответствует логическому нулю сигналов кода.

В нерабочем режиме контролируемого объекта устройство для контроля импульсных объектов находится в режиме самоконтроля (автоколебаний), а при возникновении нормального режимов (т.е. режимов поступления сигналов информации) возникают условия для формирования приоритета.

Работа блока !4 оценки кодов видна из временных диаграмм, изображенных на фиг. 7, и зависит от состояний сигналов информации, поступающих на информационные входы 1.

При нормальном режиме, когда на входы устройства поступают сигналы нормальной информации, с блока 10 сравнения по выходу ll блока 14 поступает сигнал нулевого потенциала, а по выходу 12 в это время поступает единичный сигнал. При нерабочем режиме объекта, когда на входы устройства поступают сигналы нулевой информации, на первом и втором входах сравнения блока 14 сигналы меняются на противоположные. При ненормальном режиме работы объекта, когда на входы устройства поступают сигналы ненормальной информации, на первом и втором входах сравнения блока !4 формируются единичные сигналы 66 и 67.

Сигналы 70 и 71 выходов одновибрато5 1339587 6 ра (фиг. 7) действуют на входы элемента И-НЕ 39,единичный сигнал 72 на выходе которого будет только тогда, когда одновибратор запущен или когда

5 не запущен, а на его вход, соединенный с выходом 11 (сигнал 66)„ поступает единичный сигнал. Одновибратор может быть запущен лишь при наличии единичного сигнала на прямом выходе 6 (приоритетном входе) генератора 5 импульсов (сигнал 68).

На выходе 15 элемента И 42 единичный сигнал появляется спустя время

„(сигнал 75) при совпадении еди.нйчных сигналов на всех входах этого элемента (сигналы 72,73,74 и 67). Выход 15 элемента И 42 является установочным выходом, а его инверсия с помощью элемента НЕ 40 является (сигнал 76) выходом 17 управления (выходом самоконтроля) и одним из входов элемента И 43, вторым входом которого является инверсный выход 7 генератора 5 импульсов (вход самоконтроля 25 блока 14), а выходом — блокировочный выход 16 блока .!4 (сигнал 77). Работа одл может быть прервана нулевым сигналом на прямом выходе 6 генератора 5.при реализации сигнала приоритета на приоритетном входе блока 14 (сигнал 68)., Из временных диаграмм на .фиг. 7 видно, что при поступлении сигналов нормальной информации на входы устройства (интервалы t -t„ v tq-1„ ) блок 4 контроля находится в режиме

Запись информации", и в его регистр записана Поступившая нормальная ин- 40 формация (сравнить сигналы 65 и 77), при переходе объекта в нерабочий режим (при поступлении сигналов отсутствия информации — интервалы t„-t и t p t в ) УстРойство пеРехоДит в 45 режим автоколебаний, причем первона— чально генератор 5 переводится в состояние, когда на инверсном выходе 7 (сигнал 69) присутствует нулевой сигйал, поэтому на управляющем входе 5р (соединен с выходом 16) блока 4 контроля будет также нулевой сигнал, вызывающий на первом и втором выходах узла постоянной памяти блока 4 контроля и блока 8 постоянной памяти сиг- 55 налы единичного состояния регистра (памяти) (ECII), которые сравниваются в блоке 10 сравнения, и сигналы на

его выходах ll и 12 сравнения классифицируются в блоке 14 как состояния нормальной информации.

В данный же момент в блоке !4 происходит запуск одновибратора (сигнал

71) на время t,„, меньшее длительности импульса или паузы генератора

5 импульсов и большее длительности

*,„, определяемой инерционн элементом 44 и резистором 49 (фиг. 4).

При этом на выходе 17 формируется нулевой импульс сигнала самоконтроля, формирование его может быть прервано сигналом приоритета (интервала t,-

). При такте генератора 5 им16 1в пульсов, когда на его инверсном выходе 7 присутствует единичный сигнал, на входе (соединенном с выходом 16) блока 4 контроля в режиме автоколебаний присутствует также единичный сигнал, вызывающий на первом и втором выходах узла постоянной памяти блока

4 контроля и блока 8 постоянной памяти сигналы нулевого состояния регистра (памяти) (НСП), которые сравниваются в блоке 10 сравнения, а сигналы на его выходах 11 и 12 классифицируются в блоке 14 оценки кодов как состояние "Нет информации" (нерабочий режим). На интервале 18-20 рассмотрен случай перехода состояния "Нет информации" в состояние "Ненормальная информация", когда объект переходит из нерабочего режима в ненормальный режим работы. Из временной диаграммы на фиг. 7 видно действие приоритета сигналов 68,70 и 71 (момент времени t ). Этот момент соот1В ветствует присутствию нулевого сигнала на входе 11, поэтому, учитывая, что запуск одновибратора запрещен сигналом с выхода 6 генератора 5, на выходе элемента И-НЕ 39 устанавливается единичный сигнал, а на выходе 16 элемента И 43 сохраняется единичный потенциал, происходит запись информации режима в регистр блока 4 контроля. При этом на первом 11 и втором

12 выходах блока 10 сравнения устанавливаются единичные сигналы, указывающие на присутствие такта ненормальной информации. Если такое состояние длится дольше заданного времени то устройство блокируется. Дальнейшее изменение состояний сигналов информации на входах 1 устройства не приводит к изменениям состояний информации .на выходе устройства (сравнить по сигналам 65 и 78 в интерва1339587

45 ле t -t ). Выход устройства из это18 го го состояния может быть осуществлен посылкой нулевого импульса на один из входов управления (деблокировки)

5 (интервал t, и далее) .

Сигналы с выхода 13 блока 10 и с выхода !7 блока 14 поступают в виде последовательностей нулевых импульсов на входы блока 18 (фиг. 5) íà ð входы накапливающих элементов 51 и

52, представляющих собой блоки однотактного дозирования. При наличии обеих последовательностей самоконтроля на два входа элемента И 54 поступают накопленные сигналы в виде уровней напряжения, а на его третий вход поступает модулирующий дискретный сигналы с прямого 6 или инверсного

7 вьгходов генератора 5 импульсов.

Сигнал в виде последовательности импульсов с выхода элемента И 54 поступает на вход накапливающего элемента 53, являющегося также блоком однотактного дозирования, на выходе кото- ?5 рого сигнал в виде единичного уровня должен сохраниться при самой низкой частоте (заданной) повторения нерабочих режимов контролируемого объекта.

Сигнал выхода блока 18 поступает íà gp динамический вход блока 19.

Блоки 18 и 19 представляют собой устройство с динамическими связями и рассчитаны на работу только с последовательностями импульсов и обладают свойством самоконтроля, поскольку практически любая поломка внутри них или отсутствие входной последовательности импульсов приводит их к нулевому состоянию. Имеется незначитель- 4р ное количество отказов, не охватывающихся самоконтролем. К ним относятся пробой светодиодов (индикаторов) в блоке 4 контроля, который может быть обнаружен только визуально, обрыв одного из управляющих входов генератора 5 импульсов (такая неисправность обнаруживается лишь при появлении такта ненормального режима), залипания контактов реле блока 19 либо отказ элементов динамических цепей, приводящие к эквивалентному единично- му сигналу на одних из входов логических элементов, на которых реализуется логическая функция И, пробой конденсаторов в дифференциальных цепях блока 10 сравнения либо обрывы в динамических цепях, приводящие к обрыву входов элементов 35 и 36. Для повышения надежности рекомендуется конденсаторы динамических цепей составлять из двух последовательно включенных, а входы с предполгаемыми неконтролируемыми обрывами пара.iëåëèòü. Вероятность появления именно этих событий по сравнению с вероятностью появляения любых других отказов крайне мала.

Кроме того, устройство в целом дублируется с целью повышения надежности.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Устройство для контроля импульсных объектов, содержащее блок контроля и блок оценки кодов, установочный и блокировочный выходы которого являются установочныл1 и блокировочным выходами устройства и подключены к установочному и блокировочному входам блока контроля соответственно, о т л и ч а «о щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет самоконтроля, в него введены диодно-резисторный блок, первый и второй переключатели, генератор импульсов, блокпостоянной памяти, блок сравнения, блок самоконтроля и блок оценки результатов самоконтроля,информационные входы диодно-резисторного блока являются информационными входами устройства, управляющий вхоД через первую размыкающую пару контакторов первого переключателя подключен к первой шине питания устройства. через вторую размыкающую пару контактов к первым входам питания генератора импульсов, блока контроля, блока постоянной памяти, блока сравнения, блока оценки кодов, блока самоконтроля и блока оценки результатов самоконтроля, замыкающий контакт первого переключателя соединен с первой шиной питания устройства, управляющий вход диодно-резисторного блока через последовательно соединенные вторую размыкающую пару контактов первого переключателя и замыкающую пару контактов второго переключателя подключен к первому входу управления блока оценки кодов, который через размыкающую пару контактов второго переключателя соединен с первым входом управления устройства, второй вход управления блока оценки кодов является вторым управляющим входом устройства, прямой и инверсный выходы генератора импульсов являются соответственно Прямым

1339 >87 и инверсным тактовыми выходами устройства и подключены к прямому и инверсному тактовым входам блока оценки кодов соответственно, выходы диоднорезисторного блока подключены к входам генератора импульсов и к информационным входам блока контроля, выходы

Первой и второй групп которого соответственно подключены к входам первой и второй групп блока сравнения через блок постоянной памяти и непосредственно, выходы сравнения первого и второго блока сравнения являются первым и вторым выходами сравнения устройства и подключены к первому и второму входам сравнения блока оценки соответственно, тактовый выход блока сравнения подключен к первому тактоBoMv входу блока самоконтроля, вторым тактовым входом соединенного с инверсным выходом генератора импульсов, управляющий вход блока самоконтроля соединен с выходом упра!зления блока оценки кодов, а выход — подключен к информационному входу блока оценки результатов самоконтроля, группа информационных входов которого является группой информационных входов устройства., а выходы — контрольными выходами устройства, информационные выходы первой группы блока контроля явля!отся информационными выходами устройства, вторая шина питания устройства подключена к входу смещения диоднорезисторного блока и к вторым входам питания генератора импульсов, блока контроля, блока постоянной памяти, блока сравнения, блока оценки кодов, блока самоконтроля и блока оценки результатов самоконтроля.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что диодно-резисторный блок содержит группу резисторов, резистор и группу диодов группы, аноды которых являются информационными входами, а катоды через резисторы группы соединены с входом управления и являются выходами блока, вход смещения блока соединен через резистор с входом управления блока.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения содержит с первого по четвертый преобразователи уровня сигнала, с первого по четвертый дифференцирующие элементы, с первого по третий элементы И-НЕ, входы преобразователей уровней сигналов с первого по четвер.)

55 тый соеди! (сны r.: и» (>ной и второй гpyz!— пами информационных входов, выходы соответственно с информационными входами дифференциру! ших элементов с первого по четвертый, потенциальные входы которых являются первым питающим входом блока, а выходы соединены с первым входом второго, первым входам третьего, вторым входом второго и вторым входом третьего элементов И-HK соответственно, первый и второй входы первого элемента И-HE подключены к выходам первого и третьего преобразователей уровней сигналов соответственно, выходы элементов И-НЕ с первого по третий являются первым и вторым выходами сравнения и тактовым выходом блока соответственно.

4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, блок оценки кодов содержит первый и второй элементы И, элемент НЕ, дифференцирующий элемент, с первого по третий элементы И-НЕ, инерционный элемент, первый и второй диоды, с первого по четвертый резисторы, первый вход первого элемента И-НЕ является первым входом сравнения блока, выход соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ и с информационным входом дифференцирующего элемента, выход которого подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, второй вход которого является прямым тактовым входом блока, а выхоц подключен к вторым входам первого и третьего элементов И-НЕ, выход третьего элемента

И-НЕ подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого является вторым входом сравнения блока, а выход является установочным выходом блока, через третий резистор подключен к второму входу питания блока, через элемент НŠ— к первому входу второго элемента И и через инерционный элемент — к входу питания дифференцирующего элемента, который является первым входом питания устройства, первый и второй входы второго элемента И являются управляющим выходом и инверсным тактовьм входом блока соответственнс, выход— является блокировочным выходом блока и через четвертый резистор подключен к второму входу питания блока, третий и четвертый вхоцы первого элемента И. являются .соответственно первым и вторым управляющими входами блока, тре1339587

12 тий вход первого элемента И соединен через первый диод, включенный в прямом направлении, и через первый резистор с вторым входом питания устройства, а четвертый вход первого элемента И подключен через второй диод, включенный в прямом направлении, и через второй резистор — к второму входу питания устройства.

5. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок самоконтроля содержит элемент И, резистор и с первого по третий накопительные элементы, информационный вход первого накопительного элемента и первый вход первого элемента И являются первым и вторым тактовыми входами блока соог-ветственно, первый вход второго накопительного элемента является управляющим входом блока, входы питания накопительных элементов являются первым входом питания блока, выходы первого и второго накопительных элементов соответственно соединены с вторым и третьим входами первого элемента И, выход которого через резистор соединен с вторым входом питания блока, а непосредственно — с информационным входом третьего накопительного элемента, выход которого является выходом блока.

I 3 39 >Ri

7Þ

Фиг. 7

Составитель И. Алексеев

Редактор А. Ворович Техред M.Äèäûê Корректор H. Король

Заказ 4224/40 Тираж 672 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 у ир„, 57 иу„, 58 ивх.з

> Их.v

6О lib„5

61 ted%

67 287

О им я код б5

66 err

67 C(rg

68 108 бР

70 Фк.1

7l И8

7Ыйкз С1Ихщ

7 48,г у и, „„", 7б ит

76 оп

77 и

tî ty t8 tg tro trr tri Ьь 1 15

- яриальныи Режи /+<1

Нерабачии р м — prem uepaprraqccul(vi

4ШИЙ - ре карпапьный репи ++

Ага