Устройство для управления подключением резервных блоков

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ффК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 19. 12. 80 (21) 3220810/18-24 51 М. Кл.з с присоединением заявки Мо 6 06 Г 11/20 Н 05 К 10/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(23) Приоритет 53) УДК 625 т 681. ,3:19(088.8) Опубликовано 300782, Бюллетень М 28 Дата опубликования описания 30.07.82 Н.И,Комаров,В. С.Савватеев, Е.С. Горшков и М,Ц. Штейнберг(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОДКЛЮЧЕНИЕМ РЕЗЕРВНЫХ БЛОКОВИзобретение относится к автоматике и может быть использовано дляавтоматического включения в работублоков резервированной системы сучетом величины проработанного этим. блоком времени. Резервируемыми элементами могут быть функциональнозаконченные узлы, блоки аппаратуры,тракты и т.д. 0Известно устройство для управления переключением скользящего резерва, содержащее элементы контроляосновных и резервных блоков, соединенных со входами матрицы элементов И-НЕ с числом столбцов, равнымчислу основных блоков и числом строк,равным числу резервных блоков, выходы матрицы элементов И-НЕ соединены с коммутатором. Это устройствоосуществляет включение в работу вместо отказавшего основногс блока исправный резервный блок 11,).Недостатком данного устройстваявляется то, что оно не способно приисчерпании резерва включать в работу 25свободные основные блоки, что приводит к .снижению надежности работы резервированной системы,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство,цля управления 30 переключением скользящего резерва, ссдержащее элементы управления подключением блоков, элементы контроля блоков, коммутатор и матрицу элементов И-НЕ с числом строк 1, равным числу элементов управления подключением блоков и числом .столбцов З, равным числу элементов контроля блоков, причем выход каждого 1 З-го элемента И-НЕ матрицы соединен с коммутатором и с входами всех элементов И-НЕ 1-той строки и 3-го столбцафматрицы, выход каждого из элементов управления подключением блоков соединен с первыми входами элементов И-НЕ 1-той строки матрицы. Такое устройство может быть использовано для автоматического подключения блоков и способно при исчерпывании резерва включать в работу вместо отказавших блоков свободные основные блоки 1,2).Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает достаточную надежность резервированной системы, так как не предусмотрено включение в работу блоков, имеющих в момент включения более высокую надежность. Кроме того, известное устройство производит вклю 9478 б 5чение в работу в первую очередь блокон, элементы контроля которых подключены к более чувствительным к переключению элементам И-НЕ матрицы, вследстние чего эти блоки находятся н работе большее количество времени, чем блоки, элементы контроля которых подключены к менее чувстнительным элементам И-НЕ матрицы, что прийодит к снижению надежности всей резервируемой системы за счет нерав номерной выработки ресурса.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления подключением резервных блоков, содержащее матрицу элементов И-НЕ с числом строк 1, равным числу элементов управления подключением блоков и числом столбцов 3, равным числу . 20 элементов контроля блокон, причем выход каждого 13-го элемента матрицы соединен с коммутатором и с нходами всех элементов И-НЕ 1-той строки и 3-го столбца матрицы, ны ход каждого из элементов управления подключением блоков соединен с первыми входами элементов И-НЕ соответствующей строки матрицы, содержит группу из преобразователей напряжения во временной интервал, первый элемент И, второй элемент И, группу из 3 элементов И, элемент задержки, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ и группу иэ ЯС-триггеров, С вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему элемента упранления подключением блокОв, В-вход - с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а выход - с соответ ствующим входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход - с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и нходом элемента задержки, а выход " с первыми входами преобразователей напряжения, второй вход каждого из которых соединен с первым выходом соответствующего ему элемента контроля блоков, а инверсный выход - с соответствующим входом второго элемента И, выход которого соединен с входом элемента задержки, инверсный выход элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, инверсный выход кажйого из преобразователей напряжения содержит также с первым входом соответствующего элемента И группы, второй вход которого соединен с вторым выходом соответстную- .60 щего элемента контроля блоков, а выход каждого из элементов И группы соединен с вторыми входами элементов И-НЕ соответствующего столбца матрицыа65 На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства,Устройство содержит элементы14 - 1; управления подключением блоков,элементы 2 -2 контроля блоков, коммутатор 3 и матрицу элементов И-НЕ4 с числом строк 1, равным числуэлементов упранления подключениемблоков и числом столбцов 3, равнымчислу элементов контроля блоков,группу из З преобразователей напряжения 5 -5 во временной интервал,первый элемент И б, второй элементИ 7, группу из 3 элементов И 8-8,элемент 9 задержки, элемент ИЛИ-НЕ10, элемент ИЛИ 11, группу из ВСтриггеров 12 -12;,Выход каждого 1 З-го элемента И-НЕматрицы соединен с коммутатором 3и со входами всех элементов И-НЕ 41-той строки и 3-го столбца матрицы.Выход каждого из элементон 1 -1 управления подключением блоков соединен с первыми входами элементовИ-НЕ 4 1-той строки матрицы, С-входкаждого из триггеров 12-12 сое-динен с выходом. соответствующегоему элемента 1 - 1 управления подключением блоков, В-вход каждогоиз триггеров 124 -12 соедИнен с выходом элемента ИЛИ-НЕ 10, а выходкаждого из триггеров 12-12; соединенс соответствующим входом элементаИЛИ 11, Выход элемента ИЛИ 11 соединен с первым входом первого элемента И б, второй вход которого соединен с первым нходом элементаИЛИ-НЕ 10 и входом элемента 9 задержки, а выход соединен с первымивходами преобразователей напряжения5-5. Второй вход каждого изпреобразователей напряжения 5 -5соединен с первым выходом соответствующего ему элемента 2 л -2 контроля блоков, а инверсный выход соединен с соответствующим входом второго элемента И 7, выход которогосоединен с входом элемента 9 задержки. Инверсный выход элемента 9 задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 10. Инверсный выходкаждого иэ преобразователей напряжения 5 -5 соединен также с первым входом соответствующего элемента И 8-8 группы, второй вход которого соединен с вторым выходомсоответствующего элемента 2 -2 контроля блоков, а выход каждого изэлементов И 8 -8группы соединенс вторыми входами элементов И-НЕ 4соответствующего столбца матрицы.Эти признаки являются новыми посравнению с известными.Преобразователи напряжения 5 -5преобразуют напряжение но временнойинтеграл длительностью, пропорциональной величине приложенного к ним45 напряжения, поступающего с элементов 2 -2. контроля блоков.В устройстве количество элементов управления подключением блоков определяется количеством включаемых в работу основных блоков, количество 5 элемеитов контроля блоков ранно общему количеству блокон системы, т.еосновных и резервных блоков. Количество основных и резервных блоков определяется произвольно. Система, при- О неденная на чертеже имеет 3 блока, из них 2 основных.Устройство для управления подключением резервных блоков работает следующим образом.При отсутствии требований включения в работу блоков (исходное состояние) с каждого элемента 1 -1,; управления включением блоков поступает сигнал логического 0. Эти ф сигналы подаются на первые входы элементов И-НЕ 4 матрицы и вследствие этого на выходах всех элементов И-НЕ 4 матрицы присутствуют сигналы логической 1, Сигнал логического 0 с выхода каждого элемента 1 -1 управления подключением блоков поступает также на С-вход соответствующего ему триггера 12-121, На выходе из триггеров 12 -12 в ис ходном состоянии находится сигнал логического 0, который через элемент ИЛИ 11 поступает на первый вход первого элемента И 6, на выходе которого также присутствует сигнал 35 логического ф 01. Этот сигнал поступает на первые входы Запуск преобразователей напряжения 5-5, вследствие чего на иннерсных выходах преобразователей напряжения 5- 40 5 в исходном состоянии появляются сйгналы логической 1. Эти сигналы поступают на входы второго элемента И 7, на выходе которого также присутствует сигнал логической1 который приходит на входы элемента ИЛИ-НЕ 10 и элемента 9 задержки. Поэтому на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 и на К-входах триггеров 12 -12 через время задержки Т появится сигнал логического 0 ф, Сигнал логической 1 с выхода каждого из преобразователей напряжения 5-5поступает также на первый вход соответствующего ему элемента И 8 -. группы, на второй вход кото рого при испранности подключаемых блоков со второго выхода соответствующего ему элемента 2-2 у контроля блоков приходит сигнал логическойф 1 ф. Так как на обоих входах эле мента И 8-8 группы присутствуют сигналы логической 1 ф, то на выходе этого элемента будет также присутствовать сигнал логической 1, который поступает на вторые 65 входы элементов И-НЕ 4 матрицысоответствующего столбца матрицы. У каждого из элементов И-НЕ 4 матрицы в этом случае на нсех входах, кроме одного, связанного с элементами 1 -11 управления подключением блоков, присутствуют сигналы логической 1. С первого выхода каждого элемента 2-2 контроля блоков на второй нход соответствующего ему преобразователя напряжения 5-5поступает напряжение, величина которого зависит от времени, в течение которого находится в работе данный блок. При появлении на выходе одного из элементов 1-1 управления подключением блоков сигнала Работа 1 происходит срабатывание соответствующего ему триггера 12-12 .На выходе триггера 12-12 поянляется сигнал логической 1, который через элемент ИЛИ 11 поступает на первый вход первого элемента И б. На втором входе первого элемента И б уже есть сигнал логической 1 ф, поэтому и на выходе этого элемента присутствует сигнал ф 1Этот сигнал поступает на первые входы преобразователей напряжения 5-5, что приводит их к Запуску. Каждый из преобразователей напряжения 5 -5 формирует временный интервал с длительностью, пропорциональной величине приложенного к ним напряжения. На инверсных выходах преобразователей напряжения 5,-5 появляются сигналы логического Оф, которые поступают на соответствующие входы второго элемента И 7. С выхода этого элемента сигнал логического Оф приходит на второй вход первого элемента И 6, запрещая прохождение через первый элемент И 6 следующего сигналаЗапуск на перные,входы преобразователей напряжения 5-5 во время действия импульса на выходах преобразователей напряжения 5-5.Кроме этого, с выхода второго элемента И 7 сигнал логического 10 поступает на вход элемента 9 задержки и на вход элемента ИЛИ-НЕ 10, Так как время задержки выбирается намного меньшим длительности действия импульсов на выходах преобразователей напряжения 5 -5 у, то приход сигнала логического 0 ф на входы элемента 9 задержки и элемента ИЛИ-НЕ 10 приводит к поянлению на выходе элемента ИЛИ-НЕ 20 кратковременного импульса положительной полярности.Этот импульс поступает на К-входы обнуления триггеров 124 -12 и переводит их н исходное состояние до прихода следующего сигнала от элементов 1 -1управления подключением блокон. Сигналы с выходов преобразователей на 947865пряжения 5 -5 поступают также на первые входы соответствующих им элементов И 8-8 группы, запрещая прохождение сигналов фРабота с выходов элементов 2-2 контроля блоков на матрицу элементов И-НЕ 4 на время действия этих сигналов. Длительности данных сигналов на выходах различных преобразователей напряжения 5-5 вследствие разной величины, проработанного до этого момента времени блоков, будут различны. Поэтому один из элементов И 8 -8 группы, на первый вход которого подается с соответствующего ему преобразователя напряжения 5-5 сиг 5 нал наименьшей длительности, пропустит сигнал Работа - 1 раньше других. Этот сигнал логической 1 приходит на вторые входы элементов И 2 НЕ 4 матрицы соот- Ю ветствующего столбца матрицы, Все входы элемента И-НЕ 4 матрицы из этого столбца и строки, которая соответствует элементу 1 - 1 управления подключением блоков выдавшему сиг нал Работа, имеет сигналы логической 1, Вследствие этого происходит срабатывание этого элемента и на его выходе появляется сигнал логического О, а на выходах 30 остальных элементов И-НЕ 4 матрицы данной строки и данного столбца логической 1. При появлении сигнала логического О на выходе элемента И-НЕ 4 матрицы срабатыва ет исполнительнбе устройство коммутатора 3, включающее в работу соответствующий блок, имеющий наименьшее время наработки. В этом состоянии при появлении сигнала Работа -40 ф 1 на выходе другого элемента 1 - 1 управления подключением блоков происходит автоматическое включение в работу аналогичным образом еще одного блока, имеющего следующее по 45значению наименьшее время наработки. Цепи взаимных запретов по строкам и столбцам матрицы допускают срабатывание только одного элемента И-НЕ 4 матрицы в каждой строке. Поэтому по каждому направлению произойдет включение в работу одного из блоков подключаемой в работу аппаратуры. Изменение сигнала логической 1 ф на выходе какого-либо из элементов 1 -1 управления подключе 55 нием блоков на сигнал логического О приводит к появлению на выходе соответствующего элемента И-НЕ 4 матрицы сигнала логической 1 ф и тем самым к выключению блока из ра- .60 боты.Отказ любого из блоков сопровождается появлением на выходе его элемента 2-2контроля блоков сигнала логического О, поступающего на 65 вход соответствующего элемента И 8-8 и запрещающего включение в работу этого блока, если блок находится в резерве. При отказе включенного в работу блока, появляющийся сигнал логического О на выходе его элемента 2-2 контроля блоков приводит к запиранию соответствующего элемента И 8 -8 группы, что в свою очередь вызывает отпускание сработавшего ранее элемента И-НЕ 4 матрицы и запрещает срабатывание всех элементов И-НЕ 4 данного столбца матрицы. При этом происходит автоматическое замещение неисправного блока любым из свободных и исправных резервных блоков.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет включать в работу исправные блоки в зависимости от величины ранее проработанного ими времени. Блок, проработавший менее других, подключается в работу в первую очередь, а имеющий наработку больше других - в последнюю очередь. Это условие подключения блоков позволяет повысить надежность устройства.Формула изобретенияУстройство для управления подключением резервных блоков, содержащее матрицу элементов И-НЕ с числом строк 1, равным числу элементов управления подключением блоков, и числом столбцов 3, равным числу элементов контроля блоков, причем выход каждого 1 З-го элемента матрицы соединен с коммутатором и с входами всех элементов И-НЕ 1-й строки и -го столбца матрицы, выход каждого из элементов управления подключением блоков соединен с первыми входами элементов И-НЕ соответствующей строки матрицы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит группу из преобразователей напряжения во временной интервал, первый элемент И, второй элемент И, группу из 3 элементов И, элемент задержки, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ и группу из ВС- триггеров, С-вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего ему элемента управления подключением блоков, й-входы - с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а выход с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход - с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и входом элемента задержки, а выход - с первыми входами преобразователей напряжения, второй вход каждого из которых соединен с первым947865 оставитель В,Максимовехред А, Бабинец Корректор И.Муск дактор Н.Ковалев 5653/73ВНИИПИпо113035 Подписнмитета СССРоткрытийская наб., д, 4/ Тираж 731 сударственно ам иэобретен осква, Ж,ак Филиал ППП Патент 1, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 входом соответствующего ему элемента контроля блоков, а инверсный вы., ход - с соответствующим входом второго элемента И, выход которого соединен с входом элемента эадержки, инверсный выход элемента эадержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, инверсный выход каждого иэ преобраэователей напряжения соединен также с первым входом соответствующего элемента И группы, второй вход которого соединен с вторым выходом соответствующего элементаконтроля блоков, а выход каждогоиз элементов И группы соединен с вторыми входами элементов И-НЕ соответствующего столбца матрицы.5Источники инФормации,принятые во внимание при экспертиэе1. Авторское свидетельство СССРМ 545985, кл. 6 06 Г 11/20, 19742. Авторское свидетельство СССР 10 М 703815, кл. 6 06 Р 11/20, 1978