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

1295369 Г ллы Фйадаб ИБ-/2 ага Корректор М.Демч 4 дписное омитет открыт енно тенин и -35, Ра д. 415 кая роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,фгрйй/4-МдлагаЛ 8 вд ую- Иап. в-од драка 3 Составитель Ю,ЛпаринРедактор И,Шулла Техред Л.Сердюкова Заказ 617(54 Тираж ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, Рулле сгруллыАОдау Йеада 8иседлу рло усгрула сел Ю1 1295369Изобретение относится к автоматизированным системам управления, вчастности к автоматизированным системам управления объектами различныхуровней иерархии в сложной АСУ. 5Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.На Фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2первый блок отображения информации;на Фиг,З - формирователь временныхсигналов; на Фиг.4 - селектор; нафиг.5 - второй блок отображения информации.Устройство (фиг.1) включает первую группу регистров 1-3, генератор4 импульсов, первую 5, вторую 6,третью 7, четвертую 8, пятую 9 группы элементов И, первый 10, второй11, третий 12 регистры, первый 13,второй 14, третий 15, четвертый 1 б,пятый 17 дешифраторы, первый 18, второй 19, третий 20 триггеры, первый21, второй 22 элементы И, первый 23,второй 24 элементы ИЛИ, первую 25,вторую 26 группы элементов ИЛИ,счетчик 27, делитель 28 частоты импульсов, первую 29, вторую 30 группы триггеров, усилитель 31, формирователь 32 временных сигналов, первый33, второй 34 блоки отображенияинформации и группу .селекторов 35.Первый блок 33 отображения информации (фиг,2) содержит индикатор 36,группу триггеров 37, группу элементов 38 задержки, группу элементов И39, группу дифференцирующих элементов 40.Формирователь 32 временных сигналов (фиг.З) содержит группу триггеров 41, триггер 42, первую 43, вторую 44 группы элементов И, группусчетчиков 45, первый счетчик 46,группу элементов ИЛИ 47, группу элементов НЕ 48, дешифратор 49 и второй 45счетчик 50.Селектор 35 (фиг,4) содерщт первую 51, вторую 52 группы элементовИ, группу инверторов 53, группу усилителей 54. Второй блок 34 отображения информации (фиг.5) содержит группы триггеров 55, группы дифференцирующих элементов 56, группы элементов52 задержки и индикатор 58, Нафиг. 1-5 обозначены входы и выходы 5559-122. Работа устройства рассматривается с некоторого заданного момента времени, учитывая, что предлагаемымустройством оснащены все объектыуправления многоуровневой автоматизированной системы управления, Работа объектов управления строго синхронизирована и к заданному моментувремени все узлы и элементы устройства установлены в исходное состояние. Цепи сброса и установки в исходное состояние всех элементов иузлов на чертежах не показаны,На управляющем объекте в регистр12 с входа 62 устройства поступаеткод номера данного объекта. Код номера объекта, а также сигнал управления могут, например, поступатьс пульта управления. Пульт управления в состав предлагаемого устройства не входит, поэтому не показан.Сигнал управления в виде импульса запуска с входа 63 устройствапоступает на единичный вход триггера18, устанавливая последний в единичное состояние, этот же импульс поступает через соответствующие элементы ИЛИ 26 на.нулевые входы триггера 20, через соответствующие элементы ИЛИ 47 на нулевые входы триггеров 41 и на нулевой вход триггера 42 формирователя 32 временных сигналов, устанавливая указанные элементы в исходное состояние,Высоким потенциалом триггера 18открываются элементы И 8 группы, аочередным импульсом делителя 28 частоты импульсов содержимое регистра12, представляющее собой код сообщения ОБЪЕКТ ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯИР 1 ИМ",через элемент ИЛИ 25 группы и усилйтель 31 выдается на выход 66 устройства в каналы связи для передачивсем остальным объектам управлениясистемы. Переданное сообщение поступает на вход 59 устройства на всехобъектах управления системы, а с входа 59 сообщение записывается в регистр 10Код номера управляющегообъекта, входящий в код сообщения,расшифровывается в дешифраторе 13,который на одном из своих выходов,соответствующем номеру управляющегообъекта, формирует высокий потенциал,Код вида сообщения (в указанномслучае это сообщение вида "ОБЪЕКТЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯИЩИМ") расшифровывается в дешифраторе 15, на одном извыходов которого, соответствующемвиду сообщения, формируется высокийпотенциал. Эти потенциалы поступают12953 35 Одновременно с этим с входов 65 группы устройства, соответствующих 50 номерам данных объектов, на единичные входы соответствующих триггеров 29 группы поступают импульсы высокого потенциала, устанавливающие последние в единичные состояния. Высокие потенциалы с триггеров 29 группы поступают на единичные входы соответствующих триггеров 41 группы устройства 32 4 формирователя временна соответствующие входы первого блока отображения, открывая соответствующие элементы И 39, Импульсом с делителя 28 частоты импульсов, поступающим через укаэанные элементы И на единичные входы соответствующих триггеров 37 группы, последние устанавливаются в единичное состояние. Высокими потенциалами с триггеров 37, поступающих на индикатор 36, 10зажигается транспарант "ОБЪЕКТ Ф ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮЩИМ".Импульсом высокого потенциала, который образуется на выходе соответствующих дифференцирующих элементов 40 при поступлении на их входы высокого потенциала с выходов соответствующих элементов 38 задержки, на которые в свою очередь поступает высокий потенциал с выходов соответ ствующих триггеров 37, последние устанавливаются в исходное состояние. Причем время задержки сигнала элементами 38 равно времени передачи сообщения по каналам связи. Высоким потенциалом на одном из выходов дешифратора 13, поступающим через элемент ИЛИ 23 на вход сброса регистра 10, последний устанавливается в исходное состояние.Процесс выдачи сообщения "ОБЪЕКТ Р ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЛИМ" с управляющего объекта периодически повторяется с интервалом времени, задаваемым делителем 28 частоты импульсов, В случае принятия решения на управляющем объекте высшего звена управления о переводе одного или нескольких объектов управления различных подсистем в децентрализованный режим 40 управления на данном объекте с соответствующих входов 64 группы в регистры 1 - 3, соответствующие номерам указанных объектов, поступают коды номеров тех объектов, которые 45 должны перейти в децентрализованный режим управления. 69 4ных сигналов), устанавливая их в единичное состояние.Сигнал передачи управления на управляющем объекте с входа 61 устройства поступает на единичный вход триггера 19, устанавливая последний в единичное, состояние. Высоким потенциалом триггера 19 открывается элемент И 21, разрешая поступление импульсов с генератора 4 импульсов на счетный вход счетчика 27, С поступлением каждого импульса генератора 4 в счетчик 27 на выходе последнего образуется определенная кодовая комбинация, поступающая в дешифратор 14, Определенной кодовой комбинации на входе дешифратора соответствует высокий потенциал на одном из его входов, Делитель 28 частоты импульсов 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.Допустим высокий потенциал формируется на одном из выходов дешифратора 14. Этим потенциалом открывается соответственно группа элементов И 5-7, а содержимое соответствующего регистра 1 - 3, представляющее собой код сообщения "ОБЪЕКТУ 9 ВЗЯТЬ УПРАВЛЕНИЕ", через элементы ИЛИ 25 группы и усилитель 31 выдается на выход 66 системы в каналы связи для передачи объектам управления. Высокий потенциал, сформированный на последнем выходе дешифратора 14 поступает на вход сброса счетчика 27, нулевой вход триггера 19,нулевой вход триггеров 29, на сбросовые входы регистров 1 - 3, устанавливая указанные элементы в исходное состояние.Переданное сообщение на каждомобъекте управления поступает навход 59 устройства и записывается врегистр 10. Дешифрация кода номераобъекта, которому передается управление, и кода вида сообщения "ОБЪЕКТУ У ВЗЯТЬ УПРАВЛЕНИЕ", его индикация на индикаторе 36 происходят аналогичным образом, как и в случаеприема сообщения вида "ОБЪЕКТ В ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮЩИМ",Объекты управления, получившиесообщения - приказ на переход в де1295369 50 55 централизованный режим управления,начинают трансляцию в каналы связисообщения вида "ОБЪЕКТ В ЯВЛЯЕТСЯУПРАВЛЯЮЩИМ" в адрес управляющегообъекта высшего звена управления иподчиненных им объектов.Для контроля работоспособностиобъектов, управляющих в децентрализованном режиме, на управляющемобъекте высшего звена управления осу- О1 Оществляется проверка поступления сообщения вида "ОБЪЕКТ У ЯВЛЯЕТСЯ УП- .РАВЛЯКЩИМ" от укаэанных объектов вкаждом цикле.Такой контроль осуществляетсяследующим образом.При поступлении данного видасообщения с входа 59 в регистр 1 О высоким потенциалом, сформированным насоответствующем виду сообщения выходе дешифратора 15, открывается группа элементов И 9, через которые кодномера объекта, содержащийся в кодеданного сообщения, поступает с выходов регистра 10 в дешифратор 16, наодном из выходов которого формируется высокий потенциал, поступающийна единичный вход соответствующеготриггера 30 группы, устанавливаяего в единичное состояние, и на соответствующие элемент НЕ 48 и элемент И 44 группы формирователя 32временных сигналов. Импульсы с генератора 4 поступают на счетный входсчетчика 50, на выходе которого об. разуется определенная кодовая комбинация, с поступлением которой в дешифратор 49 на соответствующем выходе последнего формируется высокий потенциал, поступающий через соответствующий элемент И 44 на вход сброса соответствующего счетчика 45 группы. Этот процесс периодически повторяется в каждом цикле поступлениясообщения вида "ОБЪЕКТ Р ЯВЛЯЕТСЯ 45УПРАВЛЯЮЩИМ",Если в случае неожиданного (непредвиденного) выхода из строя управляющего децентрализованного объекта (объектов) от него не поступит на управляющий объект высшего звена управления сообщения вида "ОБЪЕКТ В ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮЩИМ", то этот факт в очередном цикле будет зафиксирован дешифратором 16, который на одном из своих выходов, соответствующем номеру вьппедшего из строя объекта, сформирует нулевой потенциал; последний, поступив на соответствующийвход группы формирователя временныхсигналов, будет инвертирован соответствующим элементом НЕ 48,Высокий потенциал с выхода элемента НЕ поступает на соответствующийэлемент И 43, открывая последний поодному из входов, Высокий потенциал,сформированный в данном цикле насоответствующем выходе дешифратора49 через указанный элемент И поступает на счетный вход соответствующего счетчика 45 группы. Если, например, в течение трех циклов в регистр10 не поступит код объекта, управляющего в децентрализованном режиме(этим проверяется факт случайногосбоя в работе данного объекта), тоочередной импульс с соответствующего выхода дешифратора 49 по цеписквозного переноса поступает на выход соответствующего счетчика 45,Регистр 12 на каждом объекте управления хранит информацию о готовности соответствующих объектов к работе, которая поступает в него свхода 60 устройства.Допустим в первом разряде (левомкрайнем) и последующих разрядах хранятся единицы, свидетельствующие оготовности соответствующих объектоввзять управление на себя. В этомслучае высокий потенциал первого разряда регистра 12 открывает соответствующий элемент И 51 соответствующего селектора 35 и после инвертирования соответствующим инвертором 53закрывает соответствующий элементИ 52 по одному из входов, Тогда импульс сквозного переноса с соответствующего выхода формирователя 32временных сигналов через элемент И52 соответствующего селектора 35 по-,ступает на единичный вход соответст-вующего триггера 55 второго блокаотображения, устанавливая в единичное состояние. Высокий потенциалуказанного триггера зажигает на индикаторе 58 транспарант "ОБЪЕКТУ МВЗЯТЬ УПРАВЛЕНИЕ". Если первый разряд регистра 11 имеет нулевое значение, что свидетельствует о неисправности (выходе из строя) соответствующего объекта, то элемент И 51 будет закрыт низким потенциалом, а соответствующий элемент И 52 будет открыт высоким потенциалом соответствующего инверто 129536955 ра 53, В этом случае импульс сквозного переноса с выхода соответствующего счетчика 45 формирователя временных сигналов поступает в соответствующий усилитель 54 соответствующего селектора 35. С выхода усилителя 54 усиленный импульс при наличии единицы в очередном разряде регистра 1 поступает на единичныйвход соответствующего триггера 55второго блока отображения информации,устанавливая его в единичное состояние. Загорание на индикаторе 58 номера соответствующего объекта является приказом "ОБЪЕКТУ Р ВЗЯТЬ УПРАВЛЕНИЕ", По этому сигналу объект, номер которого горит на индикаторе 58, начинает выдавать в каналы связи сообщение вида "ОВЬЕКТ Р ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮЩИМ", приняв управление в децентрализованном режиме, При этом работа устройства осуществляется аналогично.Количество введенных в устройство селекторов 35, элементов второго блока 34 отображения информации 34 и формирователя 32 временных сигналов, разрядов регистра 12 зависит от количества объектов высшего звена управления и объектов управления различных подсистем. Одна цепь указанных элементов устройства обеспечивает контроль работоспособности данных объектов и назначение их управляющими. В случае принятия решения о переводе всей системы в полный децентрализованный режим управляющий объект ВЗУ, приняв от всех объектов подсистемы, которые управляют децентрализованно, сообщения вида "ОБЪЕКТ В ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮЩИМ", переходит в режим контроля работоспособности объектов, прекращая трансляцию в каналы связи сообщения указанного вида. Автоматически это происходит следующим образом.С выходов дешифратора 16, которые соответствуют номерам объектов управления подсистем, импульсы высокого потенциала поступают на единичные входы соответствующих триггеров 30, устанавливая последние в единичное состояние. После этого, как все триггеры 30 переведут в единичное состояние, на выходе элемента И 22 формируется высокий потенциал, поступающий через элемент ИЛИ 24 на нулевой 15 20 25 30 35 40 45 50 вход триггера 18, переводя последний в исходное состояние, чем запрещается выдача в каналы связи содержимого регистра 12,Контроль за работоспособностью объектов, управляющих децентрализовано, на управляющем объекте высшего уровня иерархии осуществляется аналогично указанной работе устройства,В случае поступления сообщения "ОБЪЕКТ У ЯВЛЯЕТСЯ УПРАВЛЯЮЩИМ" от объекта равного уровня иерархии, но старшего по рангу, чем управляющий в данный момент времени объект этого уровня иерархии, последний должен перейти из управляющего режима в дежурный, прекратив управление объектами системы (подсистемы), При этом код сообщения, поступившего от старшего по рангу объекта с входа 59 устройства в регистр 1 О, расшифровывается дешифратором 17, на выходе которого возбуждается высокий потенциал, поступающий через элемент ИЛИ 24 на нулевой вход триггера 18, устанавливая последний в исходное состояние и, тем самым, запрещая выдачу в каналы связи содержимого регистра 12. Этим же потенциалом устанавливаются в нулевое состояние триггеры 41 формирователя временных сигналов, контроль за работоспособностью подчиненных объемов прекращается, Этот же потенциал поступает на единичный вход триггера 42, устанавливая его в единичное состояние, на соответствующий элемент И 44 и элемент НЕ 48 формирователя временных сигналов, Тем самым осуществляется контроль с использованием счетчика 46, соответствующих элементов И 43, селектора 35 и второго блока 34 отображения информации за работоспособностью управляющего в данный момент объекта высшего звена управления аналогично указанной работе устройства. Таким образом, введение новых элементов, узлов и блоков в предлагаемое устройство позволяет осуществлять передачу управления территориально распределенными объектами многоуровневой (иерархической) АСУ как в централизованном, так и в децентрализованном режимах управления.Формула изобретения,1,Устройство для управления процессом передачи сигналов управления в иерархической автоматизированной системе управления, содержащее группу регистров, первую, вторую, третью и четвертую группы элементов И,первую группу триггеров, первый 10 триггер, первый, второй и третий регистры, первый элемент ИЛИ, первый . дешифратор, первый блок отображения информации, формирователь временных сигналов и генератор импульсов, информационные входы регистров группы являются группой информационных входов устройства, а выходы подключены к первым входам элементов И первой, второй и третьей групп, вторые входы 20 которых соединены с прямыми выходами триггеров первой группы, входы установки которых являются группой установочных входов устройства, входы первого и второго регистров являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, входы первого дешифратора соединены с одними выходами первого регистра, а выходы - с установочными входами ЗОпервой группы первого блока отобраяения информации и с входами первогоэлемента ИЛИ, выход которого подключен к входу сброса первого регистра,вход тРетьего РегистРа является 35третьим информационным входом устройства, а выходы подключены к первым входам элементов И четвертой группы,вторые входы которых соединены с прямым выходом первого. триггера, вход 40установки которого является первымуправляющим входом устройства, первый вход синхронизации формирователя временных сигналов соединен свыходом генератора импульсов, а управляющие входы первой группы - спрямыми выходами триггеров первойгруппы, входы элементов ИЛИ первойгруппы подключены к выходам элементов И первой, второй, третьей и четвертой групп, а выходы - к входамусилителя, выход которого являетсяинформационным выходом устройства,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повьппения надежности устройства, в него введены второй и третий триггеры, счетчик, второй, третий, четвертый и пятый дешифраторы, группа селекторов, делитель частоты,пятая группа элементов И, второй элемент ИЛИ, первый и второй элементы И, вторая группа триггеров, вторая группа элементов ИЛИ и второй блок отображения информации, вход установки второго триггера является вторым управляющим входом устройства, а прямой выход подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с входом делителя частоты и с выходом генератора импульсов, а выход - со счетным входом счетчика, выход которого соединен с входом второго дешифратора, подключенного выходами, кроме последнего, к третьим входам элементов И первой, второй и третьей групп соответственно, последний выход второго дешифратора соединен с входами сброса второго триггера, счетчика, триггеров первой группы и регистров первой группы, входы третьего дешифратора подключены к другим входам первого регистра, а выходы - к установочным входам второй группы первого блока отображения информации, вход синхронизации которого соединен с выходом делителя частоты, входы сброса и установки третьего триггера соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами устройства, а выход подключен к первым входам элементов И пятой группы, вторые входы которых соединены с одними выходами первого регистра, третьи входы - с одним выходом третьего дешифратора, а выходы - с входами четвертого дешифратора, выходами подключенного к входам установки триггеров второй .группы и к управляющим входам второй группы формирователя временных сигналов, второй вход синхронизации которого соединен с выходом делителя частоты, входы пятого дешифратора соединены с выходами первого регистра, а выход - с первым управляющим входом формирователя временных сигналов, второй управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом устройства, а управляющие вы". ходы подключены к управляющим входам соответствующих селекторов группы, информационные входы которых соединены с выходами второго регистра, а, управляющие выходы - с установочными входами второго блока отображения информации, первые и вторые входы элементов ИЛИ второй группы соединены соответственно с выходом вто 1295369 12рого элемента И и первым управляющимвходом устройства, а выходы - с входами сброса триггеров второй группы,выходы которых подключены к входамвторого элемента И, выходом соединенного с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу пятого дешифратора,а выход - к входу сброса первоготриггера,02.Устройство по п.1 о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что первыйблок отображения информации содержит группу элементов И, группу триггеров, индикатор, группу элементовзадержки, группу дифференцирующихэлементов, первые входы элементовИ группы являются соответственноустановочными входами первой и второй групп блока соответственно, вторые - входом синхронизации блока,а выходы соединены с входами установки триггеров группы, прямыми выходами подключенных к входам индикатора и элементов задержки группы,25выходы которых соединены с входамидифференцирующих элементов группы,выходами подключенных к входам сброса триггеров группы,З,Устройство по п.1, о т л и - ЗОч а ю щ е е с я тем, что формирователь временных сигналов содержитгруппу триггеров, триггер, дешифратор, первый и второй счетчики, группу счетчиков, группу элементов НЕ, З 5первую и вторую группы элементов Ии группу элементов ИЛИ, счетный входпервого счетчика является первымвходом синхронизации Формирователя,а выходы соединены с входами дешифратора, подключенного выходами кпервым входам соответствующих элементов И первой группы, вторые входыкоторых соединены с прямыми выходамитриггеров группы, входы установки которых являются управляющими входамипервой группы формирователя, а входысброса подключены к выходам элементов ИЛИ группы, входы которых являются первым и вторым управляющими входами формирователя соответственно,входы соответствующих элементов НЕгруппы являются управляющими входамивторой группы Формирователя, а выходы подключены к третьим входам соответствующих элементов И первой группы, выходами подключенных к счетнымвходам счетчиков группы, входы сброса которых соединены с выходами соответствующих элементов И второй группы, первые входы которых подключены к выходам дешифратора, а вторые входы соединены с соответствующими управляющими входами второй группы формирователя, входы установки и сброса триггера соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами формирователя, а выход - с первым входом одного элемента И первой группы, второй вход которого соединен с вторым входом синхронизации формирователя, третий - с выходом одного элемента НЕ группы, входом соединенного с первым управляющим входом формирователя, а выход подключен к счетному входу второго счетчика, сбросовый вход которого соединен с выходом одного элемента И второй группы, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым входом синхронизации и первым управляющим входом формирователя соответственно, выходы счетчиков группы и второго счетчика являются группой управляющих выходов формирователя.4.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый из селекторов группы содержит первую и вторую группы элементов И, группу элементов НЕ и группу усилителей, выходы элементов И первой группы являются управляющими выходами группы селектора, а первые входы - инФормационными входами группы селектора, входы элементов НЕ группы соединены с информационными входами группы селектора, первые входы элементов И второй группы соединены с выходами соответствующих элементов НЕ группы, входы усилителей группы соединены с выходами соответствующих элементов И второй группы, а выходы - с входами соответствующих элементов И первой и второй групп, выходы одних элементов И первой и второй групп соединены с управляющим входом селектора, выход другого элемента И второй группы является одним из управляющих выходов группы селектора. 5,Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что второй блок отображения информации содержит группу триггеров, индикатор, группу элементов задержки, группу дифференцирующих элементов, входы установкитриггеров являются установочными входами блока отображения, а прямыевходы подключены к входам индикатора и элементов задержки группы, вы 1295369 14ходами подключенных к входам дифференцирующих элементов, выходы которых подключены к входам сброса триггеров группы.12953 б 9 ШВ Грува Фход вг вю яб7 г. ЯУ Тг И Ух. О я груюабхИфб Фиг У