Устройство для контроля и переключения информационных каналов

А СОЮЗ СОВЕТСКИХОаЛаМЕЮИиРЕСПУБЛИК 4(51) С 05 В 23 02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРО.1 ВИДЕТЕЛЬСТВ о ССС 73.СССР80 а,0ьГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) УСТРОЙСТВО ПНЯ КОНТРОЛЯ ,И ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ КАНАЛОВ, содержащее элемент ИЛИ, первый коммутационный элемент и блок переключения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежкости устройства, в него введены второй и третий коммутационные элементы, первый и второй блоки сигнализации, кнопка, блок переключения, содержащий элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий элементы задерзки, триггер, первый и второй формирователи импульсов и для каждого первого и второго информационных каналов элемент НЕ, четвертый элемент И, формирователь сигналов, раэвяэывающий элемент, четвертый элемент задержки задержки и датчик мощности, подключенный входом к выходу информационного канала, а выходом через элемент НЕ - к первому . входу четвертого элемента И, связанного вторым входом с выходом четвертого элемента задержки, а выходомс входом формирователя сигналов,подключенного выходом к управляющемувходу соответствующего блока сигнали-зации, к входу элемента ИЛИ и черезразвязывающий элемент - к входу четвертого элемента задержки, к управляющему входу информационного канала,к первым выводам замыкающего и размыкающего контактов соответственно второго и третьего коммутационных элементов, связанных управляющими входами с выходами первого и второгоэлементов И, подключенных первымивходами к выходам триггера, а вторыми входами через первый элемент задержки - к единичному входу триггерк входу первого формирователя импулсов и к выходу второго элемента задержки, соединенного запускающим входом с выходом второго формирователяимпульсов, а сбросовым входом - с выходом третьего элемента И, подключенного первым входом к выходу датчика мощности второго информационного канала и к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, соединеннноговторьм входом с вторым входом третьего элемента И и с выходом датчикамощности первого информационногоканала, а выходом - с запускающимвходом третьего элемента задержки,подключенного сбросовым входом и выходом соответственно к выходу первого формирователя импульсов и к входу второго Формирователя импульсов,причем вход элемента ИЛИ соединено управляющим входом первогб коммута.ционного элемента, подключенного пер:вым выводом питания к минусовой шинеустройства и к соответствующим первым выводам питания первого и второ1166067 го блоков сигнализации, второго итретьего коммутационных элементов,а вторым выводом через кнопку - кплюсовой шине устройства, к вторымвыводам питания первого и второгоблоков сигнализации и через первыйразмыкающий контакт первого коммутационного элемента - к вторым выводампитания второго и третьего коммута 1Изобретение относится к области автоматики и может быть применено в системах обеспечения высокой надежности работы резервированных каналов управления, защиты и телеметрии.Известно устройство автоматического переключателя резервного канала, содержащее переключатели по числу каналов, пороговый элемент, детекторы, разделительный элемент, время- задающий элемент и транзисторы Я .Недостатком этого устройства является низкая надежность, обусловленная тем, что в случае неисправленности контрольного выхода происходит переключение на резервный канал при исправном работающем, Кроме этого, переключение с одного канала на другой может не обеспечить бесперебойной работы всего устройства в случае, если резервный канал окажется неисправным. Существуют установки, которые не допускают перерыва в управлении, защите или потери информации даже на короткие промежутки времени, связанные с временем, необходимым для переключения с одного канала на дру"гой. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является авто ф матический переключатель резерва, содержащий элемент времени, эле-.мент ИЛИ, переключатель, первый и второй выходы которого подключены.соответственно к первому и второму 33 каналамНедостатком известного устройства является низкая надежность резерви-рования, так как не исключается возционных элементов, причем выводыкнопки связаны с выводами второгоразмыкающего контакта первого коммутационного элемента, а вторые выводызамыкающих и размыкающих контактов второго и третьего коммутационных элементов - с соответст -вующнми управляющими шинами устройства 2можность переключения на неисправный канал. Кроме этого, само переключение с одного канала на другой означает перерыв в функционировании каналов и потерю части информации, идущей по каналам в течение времени переключения.Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет поочередного включения каналов в работу на оптимальный промежуток времени.Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля и переключения информационных каналов, содержащее элемент ИЛИ, первый коммутационный элемент и блок переключения, введены второй и третий коммутационные элементы, первый и второй блоки сигнализации, кнопка, блок переключения, содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, первый, второй и третий элеыенты задержки, триггер, первый и второй формирователи импульсов и для каждого первого и второго информационных каналов элемент НЕ, четвертый элемент И, Формирователь сигналов, развязывающий элемент, четвертый элемент задержки и датчик мощности, подключенный входом к выходу информационного канала, а выходом через элемент НЕ - к первому входу четвертого элемента И, связанного вторым входом с выходом четвертого элемента задержки, а выходом - с входом формирователя сигналов, подключеннаго выходом к управляющему входу соответствующего блока сигнализации, к входу элемента ИЛИ и через развязы311660 веющий элемент - к входу четвертого элемента задержки, к управляющему входу ин 4 юрмационного канала, к пер-. вым выводам замыкающего и размыкаю. щего контактов соответственно второго и третьего коммутационных элементов,. связанных управляющими входами с вы" ходами первого и второго элементов И, подключенных первыми входами к выходам триггера, а вторыми твходами через 10 первый элемент задержки - к единичному входу триггера, к входу первого формирователя импульсов н к выходу вторрго элемента задержки, соединенного эапускавцак входом с выходом второго формирователя импульсов, а сбросовым входом - с выходом треть его элемента И, подключенного первым входом к выходу датчика мощности второго информационного канала и 20 к первому входу элемента ИСЮЮЧЙОЩЕЕ ИЛИ, соединенного вторым входом с вторым входом третьего элемента Н и .с выходом датчика мощности первого ин 4 юрмационного канала, а выходом - 2 с запускающим входом третьего элемента задержки, подключенного сбросовач входом и выходом соответственно к выходу первого формирователя импульсов и к входу второго формирова- З 11 теля импульсов, причем выход элемента ИПИ соединен с управляющим входои первого коммутационного элемента, подключенного первым выводом пнтаина к минусовой шине устройства и к соат.ветствуюцим первые выводам питания первого и второго блоков сигнализа-." ции, второго и третьего коммутаци онных элементов, а вторьи выводом через кнопку - к плюсовой вине уса ройства, к вторым выводам питани первого и второго блоков аигкализащйв н через первый размыкающий контактпервого коммутационного элемеитак вторым выводам питания второго и третьего коммутационных элементов- причем выводы кнопки.связаны с вьва-. дами второго раэмыкающего контакта первого коммутационного элемента, а вторые выводы замыкающих и разиикакщих контактов второго и третьеге коммутационных элементовс соответствующими управляющими анками устрой" ства. На чертеже дана функциональная Я схема устройства.Устройство содержит блок 1 переключения каналов, второй и третий 67 4 коммутационные элементы 2 и 3, размы кающий и замыкающий контакты 4 и 5 второго и третьего коммутационных элементов, первый и второй информационные каналы 6 и 7, четвертые элементы 81, 82 задержки, развяэывающие элементы 9 1 и 9, датчики 10 и 10 мощности, элементы НЕ 11 и 11 четвертые элементы И 12, и 12 , формирователи 131, 13 сигналов, элемент ИЛИ 14, первый и второй блоки 15 и 16 сигнализации, первый коммутационный элемент 17, кнопку 18, первый и второй размыкающие коктак- ты 1.9 и 20 первого коммутационного элемента, первый, второй и третий элементы И 21 - 23, первый, второй и третий элементы 24 - 26 задержки, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27, триггер 28, первый и второй формирователи 29 и 30 импульсов, Первый, второй н третий коммутирующие элементы содержат резисторы 311 -31, катушки 321-32 реле, диоды 331-33 и транзисторы 341- 342. Первый и второй блоки 15 и 16 сигнализации содержат сигнализирующие элементы 35 и 35 и тиристоры 361 и 362.В качестве нн 4 юрмационного канала может быть использован, например, оптический квантовый генератор, управляющий вентильнымпреобразователем с помощью мощных кратковременных световых импульсов, или любой информационный канал системы управления вентильным преобразователем, а также каиааю телеметрии.Устройство работает следующим образом.При поступлении на входы первого и второго ин 4 юрмационных каналов 6 и 7 сигналы формируют на своих выходах выходные жпульсы. Часть сигнала попадает на входы датчиков 10,10 контроля мощности, которые приналичии достаточной мощности навыходе ин 4 юрмационных каналов 4 юрмируют сигкал ка выходах, соответствующий номинальному режиму работы каналов. Ва входы элементов И 121 и 12 в этом случае одновременно сигналы не поступают. Если же на выходе одкого нз ин 4 юрмационных каналов 6 или 7 сигнал будет отсутствовать при наличии сигнала на входе, то черезкериод времени, равный задержке элементов 81 и 8 з задержки, на обо 1 х входах соответствующего элемен 1 1660та И 121 или 12 появится сигнал,что приведет к срабатыванию формирователя 13 или 13 сигналов и эле-мента ИЛИ 14. Включйтся транзистор 34, который зашунтирует обмотку реле 321 первого коммутационногоВэлемента. Реле отключится, обесточатся первый и второй коммутационныеэлементы 2 и 3, включится соответствующий блок 15 или 16 сигнализации, 1 Оуказывая неисправный информационныйканал. Одновременно с этим с выходовформирователей 131 и 13 сигналов.сигнал придет на запуск другогонаходившегося в резерве канала черезразвязывающие элементы 9 или 9При этом задержка во времени будетминимальной. Оиа определяется временем срабатывания элементов И 12,или 12, формирователей 131 или 13 20сигналов и четвертых элементов 8или 8 задержки, выдержка временикоторых выбирается равной временисрабатывания информационного каналаи датчика 101 или 10 контролямощности . Реально эта величинасоставляет длительность поряд -ка 1 мкс.Таким образом, в случае пропускасрабатывания одного информационного ЗОканала с минимальной задержкой срабатывает второй инФормационный каналр после отключения коммутационныхэлементов 2 и 3 второй информационный канал остается постоянно включен Иным иа входе, Если после включенияинформационных каналов система работает нормально, нажимают кнопку 18пуска один раз. Первый коммутационный элемент 17 самоблокируется через 49размыкающий контакт 20 получаютпитание второй и третий коммутационные элементы 2 и 3 и блок 1 переключения каналов. Вначале работаютоба канала. Сигналы, поступающие на 4 фвход блока 1 переключения каналов,через третий элемент И 23 проходятна второй элемент 25 задержки, в качестве которого используется счетчик.После заданной выдержки времени эО(после прохождения определенногочисла импульсов) на выходе элеменм 25 задержки формируется сигнал,.который через формирователь 29 импульсов обнуляет элемент 26 задержки 5(обнуляет счетчик) и подается навход триггера 28 и первого элемента 24 задержки, что приводит к появ 67лению сигналов на двух входах одновременно одного из элементов И (первого 21 или второго 22). Сигнал с вы хода соответствующего элемента И 21 или 22 подается на управляющий вход первого или второго коммутационных элементов 2 или 3. В результате он срабатывает, размыкается его замыкающий контакт и замыкается разомкнутый 4 или 5, Таким образом, на вход одного из информационных каналов сигнал не поступает. С этого момента фунционирует один информационный канал. При этом с каждым актом срабатывания информационного канала формируется импульс на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27, который запускает элемент 26 задержки (счетчик). После истечения заданного промежутка времени (определенного числа импульсов) элемент 26 задержки формирует сигнал, который обнуляет (взводит) второй элемент 25 задержки, сигнал на выходе которого устраняется. Одно. верменно с этим устраняется сигнал и на входе соответствующего элемента И 21 или 22. Это приводит к отклю" чению включенного коммутационного элемента 2 или 3. В результате остаются замкнутыми замыкающие контакты 4 и 5 коммутационных элементов первого 2 и второго 3, т.е., с этого момента в работу включаются оба ин- . формационные каналы. После очередного срабатывания триггера 28 в рабо ту включается тот канал, который находился в отключенном состоянии, так как поступление очередного сигнала на вход триггера приведет к. его опрокидыванию и срабатыванию соответствующего коммутационного элемента - первого 2 или второго 3. , Далее процесс повторяется.Выдержки времени второго и треть. его элементов 25 и 26 задержки могут,быть различными или одинаковыми. Длительность выдержки времени первого элемента 25 задержки, когда одновременно работают оба канала, может быть минимальной. Указанный промежуток времени необходим только для того, чтобы проверить работоспособность обоих инфор- мационных каналов, потому что только.в этом случае произойдет переключение на работу одного канала. Реально это может быть 5-10 ичпульсов управления, следующие с периодом.Тяско актор Т.Кугрьа Тираж 863 Государственно по делам иэобре осква, Е, Раза"Патентф, г.Ужгород, ул.Проектна иал 7промьппленной частоты 50 Гц, что составляет 0,05-0,1 с.Выдержка времени элемента 25 задержки определяет длительность работы одного канала. Это время 5 выбирается оптимальным с точки зрения износа канала, увеличения его ресурса. В частном случае зто может быть время, в течение которого канал выходит на определенный темпе О ратурный режим. Могут быть и другие критерии для определения:длительности работы одного канала. В каждом конкретном случае это определяется нагрузкой, средой и характером рабо ты резервируемых каналов.Таким образом, устройство позволяет при наличии двух и более каналов поочередно оставлять в работе только один канал в течение опти мального промежутка времени. Затем включается в работу другой (другие), резервный, канал, происходит контроль . 67 8функционирования обоих каналов, и в случае, если оба канала работают нормально, происходит переключение на резервный канал, После работы резервного канала в течение заданного оптимального промежутка времени снова включаются оба (все) канала и в случае нормального их функционирования в работе остается один канал, бывший до этого в резерве и т,д.Кроме того, контроль за работой каналов ведется постоянно, и в случае сбоя или отказа одного из каналов с минимальной выдержкой времени включается другой канал и формируется сигнал о неисправности в соответствующем канале, при этом отключаются ключи и перестает работать переключатель.Применение изобретения позволяет повысить надежность работы каналов и коэффициент использования оборудования.