Резервированное устройство

Союз Советскии Социалистических Республик(61) Дополнит (22) Заявлено 0 с присоединен льное к авт. свид-ву9.09.74 (21) 2059431/24 51) М, Кл,о606 Р 11/00 6 06 У 1108 Н 05 К 10/00 м заявки осударственный иомитетСовете Министров СССРоо делам нэооретенийн открытий(45) Дата опубликования описания 23.06.77(53) УДК 625:681.3- -19(088 Я) 2) Авторы изобретения овский и И. И, Трофим О. 1) Заявител(54) РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОИСТВО автоматике и ожет найти пр енение в системах автоматического управ- ения и контроля для повышения их надежности, 5Известны адаптивные резервированные устройства, использующие для повышения надежности целенаправленное изменение порога восстанавливающих органов и применяемые в основном, для резервирования блоков, 10 формирующих дискретные сигналы. Известно устройство, содержащее резервируемые блоки, устройство контроля, устройство адаптации, ключи и восстанавливакщие органы. Для изменения (адаптации) структуры устройства используются управляющие входы восстанавливакицих органов, с помощью которых изменяется порог срабатывания восстанавливающих органов. Однако 20 в нем неполностью использована структурная избыточность для повышения надежности устройства, а также ограничены его возможности при резервировании блоков, формирующих аналоговые сигналы. Кроме того, в этомй Изобретение относитсявычислительной технике и устроистве используются сложные восстанавливаюшие органы.Известно также адаптивное устройство, используемое для резервирования блоков, формирующих аналоговые сигналы, Это устройство позволяет независимо от характера отказа резервируемых блоков сохранить работоспособность с вероятностью 0,5 после отказа двух резервируемых блоков в тоехканальной системе, Однако для многоканальных устройств возможности повышения надежности при использовании этого решения ограничены.Известно устройство, содержащее на выходах оезервируемых блоков схемы сравнения, переключающие злементы и логическое устройство, но, во - первых,оно нерешает полностью задачу. подключения резервного канала вместо отказавших, поскольку а нем возможно подключение резервното канала только при одном отказе, и в то же время не решена задача адаптации структуры при последующих отказах, Во-вторых, в данном устройстве подключение резервного канала вместо отказавшего осуществляется с за держкой, что приводит к появлению ложногосигнала на выходе устройства в течениевремени задержки,Наиболее близким к изобретению является разервированное устройство, которое содержит в каждом из основных каналов резервиоуемый блок, блок контроля, блок подключения резерва и управляемый переключатель,первый информационный вход которого соединен с выходом данного резервируемого блока, а первый управляющий вход - с первымуправляющим выходом блока подключения резерва, управляющий вход которого соединенс выходом блока контроля,Однако при резервировании блоков, формируюших аналоговые сигналы, возможностиего ограничены. Так, например, при резервировании блоков питания использование на еговыходах восстанавливающих органов представляет значительные трудности, что обусловле но появлением дополнительных падений напряжений в выходных элементах; неполностью использованы структурные возможностидля повышения надежности, поскольку устройство сохраняет работоспособность только р 5при двух оставшихся исправных резервируемых блоках и не сохраняет при одном исправном блоке.Цель изобретения - расширение областиприменения и повышение надежности устрой"тва,Достигается это благодаря тому, чтопредлагаемое устройство содержит дополнительный резервируемый блок, выход которого соединен с вторыми информационными 85входами управляемых переключателей, выход каждого из которых соединен с выходомданного канала и с одним из двух дополнительных информационных входов блокаконтроля в смежных каналах, а второй управляюший выход блока подключения резервав каждом канале соединен с вторым управляющим входом управляемого переключателяв данном канале.На чертеже изображена блок-схема резервированного устройства.Устройство содержит в каждом из основных каналов резервируемый блок 1, блокконтроля 2, блок подключения резерва 3 иуправляемый переключатель 4, кроме того, 50устройство содержит дополнительный резервируемый блок 5.Выход резервируемого блока 1 в каждомиз осноных каналов соединен с первым информационным входом блока контроля 2 и с Мпервым информационным входом упрамяемого переключателя 4.Выход блока контроля 2 соединен с управляющим входом блока подключения резерва 3, первый и второй управляющие вы ходы которого соединены соответственно спервым и вторым управляющими входамиуправляемого переключателя 4.Второй информационный вход управляемого переключателя 4 в каждом из основных каналов соединен с выходом дополнительного резервируемого блока 5, а выходуправляемого переключателя 4 соединен свыходом 6 данного канала и с одним издвух информационных входов блока контроля 2 в смежных каналах. Выходами предлагаемого устройства являются выходы 6управляемых переключателей 4, а входами -входы 7 резервируемых блоков 1, 5.Блок контроля 2 в каждом канале содержит два элемента сравнения 8 и элементИ 9, входы которого соединены с выходамиобеих схем сравнения,Блок подключения резерва 3 в каждомиз основных каналов содержит последовательно соединенные элемент задержки 10 и первый инвертор 11, выход которого соединенс нулевым входом элемента памяти 12, Кроме того, блок подключения резерва 3 содержит второй инвертор 13, соединенный с единичным выходом элемента памяти 12.Устройство работает следующим образом.При включении устройства элемент памяти12 в блоке подключения резерва 3 каждогоканала удерживается в состоянии 0" сигналом, поступающим с выхода блока контроля 2 на управляющий вход блока подключения резерва 3,Управляющий сигнал с единичного выходаэлемента памяти 12 поступает на первыйуправляющий вход управляемого переключателя 4, а с выхода инвертора 13 - на вто.оой управляющий вход этого переключателя.Тем самым разрешается при правильнойработе резервируемых блоков 1 в основныхканалах поступления напряжения с выходарезервуемого блока 1 в каждом из основных каналов на выход 6 устройства и запрещается поступление напряжения с выхода дополнительного блока 5.Отказ какого-либо резервируемого блока1 или кратковременное отклонение напряжения на его выходе обнаруживается с помощьюблока контроля 2, При этом на выходе блокаконтроля 2 в данном канале формируетсяуправляющий сигнал, который устанавливаетв состояние "1" элемент памяти 12. Управляющий сигнал с единичного выхода элемента памяти 12 поступает на первый управляющий вход управляемого переключателя 4, а после инвертирования - на второй управляющий вход этого переключателя. При этом запрещается поступление напряжения с выхода блока 1 в отказавшем канале на выход 6 устройства и разрешается поступлениенапряжения с выхода дополнительного блока5,Если общее число каналов в устройстверавно, например, 4, то устройство сохраняет правильные напряжения на двух выходах 6 при отказе резервируемого блока 1в одном из основных каналов и дополнительного резервируемого блока 5. Если же дополнительный резервируемый блок 5 исправен и по нагрузке рассчитан для работы натри выхода 6 устройства, то правильныенапряжения сохраняются на всех выходах 6устройства при последовательных отказахтрех резервируемых блоков 1, В этом случае устройство продолжает работать при одном оставшемся исправном резервируемомблоке 5.Если элемент памяти 12 срабатываетвследствие кратковременного снятия напряжения на выходе какого-либо резервируемого блока 1, а не вследствие его окончательного отказа, то при формировании этим блоком нормального напряжения, отключенныйканал вновь включается в схему устройства, рЬПроисходит это следующим образом,: привосстановлении нормального значения напряжения на выходе ранее отказавшего резервируемого блока 1 управляющий сигнална выходе блока контроля 2 снимается, и 30элемент памяти 12 в этом канале возвращается в исходное состояние. Тем самымразрешается прохождение напряжения с выхода блока 1 на выход 6 устройства и запрещается поступление напряжения с выхода 35дополнительного резервируемого блока 5.Измерение напряжений в блоке контроля 2 осуществляется с помощью элементасравнения 8, сигналы с выхода которогопоступают на входы элемента И 9, Каждый 40из элементов сравнения 8, может быть рассчитан, например для контроля верхнего инижнего уровня напряжения, при этом в качестве эталонного используется напряжение,поступающее из соседнего канала. Для дискретных сигналов потенциального типа требуется только определение факта наличияили отсутствия сигнала, в связи с этимэлемент сравнения 8 может быть выполненв виде схемы неравнозначности. При отказе 50блока 1 на выходе обоих элементов сравнения 8, а следовательно, и на выходе элемента И 9 формируется сигнал, поступающий навыход блока контроля 2 для установки элемента памяти 12 в единичное состояние. За-тем с задержкой, формируемой элементомзадержки 10, снимается сигнал на выходеинвертора 11, и элемент памяти 12 продолжает удерживаться в состоянии ф.1 ф сигналомс выхода блока контооля 2, 60 Если же установка элемента памчти 12произошла вследствие кратковременного отказа резервируемого блока 1, то при восстановлении работоспособности блэка сиг:нал с единичного входа элемента памяти12 снимается, и с задержкой, формируемойэлементом 10, появляется сигнал на нулевом входе элемента памяти 12 для егоустановки в нулевое состояние. Элемент задержки 10, который может быть выполнен,например, в виде интегрирующей ЯС - цепочки, исключает формирование на нулевомвходе элемента памятм 12 ложных сигналов, обусловленных кратковременным снятием напряжений, поступающих из соседнихканалов на входы элементов сравнения 8,при отключении отказавшего канала и подключении дополнительного резервируемогоблока 5.Время задержки этого элемента должнопревышать время сравнения сигналов в элементах 8 и время переключения элементов9-13 и 4,Использование элемента памяти 12 дляпереключения на резерв позволяет обеспечить минимальную задержку при подключении блока 5 вместо любого отказавшего ив то же время с помощью элемента задержки 10 исключить ложное включение в схему устройства, оанее отказавшего резервируемого блока 1 при последующих переключениях в устройстве. При этом воемя задержки элемента 10 не сказывается навремени подключения резервируемого блока 5 вместо любого отказавшего блока 1,тем самым уменьшаются пульсации сигнала на выходах 6 устройства,Управляемый переключатель 4 можетбыть выполнен, например, в виде двух элементов И, соединенных по схеме ИЛИ. Приэтом управляющими входами данного переключателя являются, например, первые входы элементов И, а информационными - вторые входы элементов И. Лля устраненияпульсаций на выходе элемента ИЛИ можетбыть установлен фильтр для исключенияпульсаций на выходах 6 устройства,Таким образом, в предложенном устройстве сохраняется работоспособность приодном исправном резервируемом блоке 5,Кроме того, в предложенном устройствевэзмэжнэ сэхраьенне рабэтэспэсэбнэстпустройства как при последовательных отказах резервируемых блоков 1, так и при одновременном отказе двух или трех этихблоков в основных каналах,Предложенное устройство может бытьиспользовано как для резервирования бло-.ков, формирующих аналоговые сит налы, так5564 ля в данном канале. Составитель Е, Максимовактор Е. Гончаров Техред И. Асталош Корректор С Бол аказ 125/26 Тир ЦНИИГИ Государствен по делам 113035, Москваж 902 ного комитетизобретений Подписноеа Министровтийнабд. 4/5 кр Ж, Рауш Филиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул, Проектная,и для резервирования блоков, формирующихдискретные сигналы,Формула изобретенияб Резервированное устройство, содержащее в каждом из основных каналов резервируемый блок, блок контроля, блок подключения резерва и управляемый переключатель, первый информационный вход которого соединен 10 с выходом данного резервируемого блока, а первый управляющий вход - с первым управляющим выходом блока подключения резерва, управляющий вход которого соединен с выходом блока контроля, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит дополнительный резервируемый блок, выход которогосоединен с вторыми информационными входами управляемых переключателей, выходкаждого из которых соединен с выходомданного канала и с одним из двух дополнъ.тельных информационных входов блока контроля в смежных каналах, а второй управляющий выход блока подключения резервав каждом канале соединен с вторым управляющим входом управляемого переключате