Устройство для контроля дискретных сигналов

(19) (11) 51)5 6 08 С 19/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН фиг 1 ГО СУДА Р СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 4649352/24 (22) 10.02.89 (46) 30.01,91. Бюл. М 4 (71) Государственный всесоюзный центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (72) Э.М,Змазнев (53) 681.398(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М 390549, кл, 6 08 С 19/16, 1973,Авторское свидетельство СССР М 1307575, кл. Н 03 К 17/56, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и применяется для ввода и контроля датчиков дискретных сигналов в сложных информационно-управляющих системах. Цель изобретения - по 10 вышение надежности и достоверности контроля датчиков дискретных сигналов за счет введения блока контроля достоверности, элементов И, изменения конструкции узлов связи и введения новых связей между указанными элементами, Устройство содержит матрицу 1 узлов 2 связи, установленных на пересечении управляющих 3 и информационных 4 шин, блок 5 опроса, блоки приема и индикации состояния 7 и адреса 15, блок тестирования 11, блок 9 контроля достоверности и логические элементы И 17, что позволяет контролировать целостность линии связи с датчиком в случае разомкнутого контакта датчика и устанавливать достоверность принятого кода, а также обеспечивается возможность горячего резервирования при построении схемы контроля с асинхронным принципом работы, 6 ил.50 55 Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может применяться для контроля, уплотнения и передачи информации от датчиков дискретных сигналов к устройствам обработки в сложных информационных и управляющих вычислительных системах (ИУВС).Цель изобретения - повышение надежности и достоверности контроля.На фиг.1 представлена функциональная схема предложенного устройства; на фиг.2 - пример выполнения узла связи; на фиг,З - то же, блока опроса; на фиг,4- то же, блоков приема и индикации состояния и адреса; на фиг.4 - то же, блоков приема и индикации состояния и адреса; на фиг,5 - то же, логического элемента И; на фиг.6 - то же, блока тестирования,Устройство содержит матрицу 1 узлов 2 связи с управляющими входами 3 и информационными 4 выходами, блок 5 опроса с входами 6, блок 7 приема и индикации состояния с выходами 8, блок 9 контроля достоверности с выходом 10, блок 11 тестирования с первым 12 и вторым 13 выходами и входом 14, блок 15 приема и индикации адреса с выходом 16, логические элементы И 171-17 п 1, управляющие входы 18 и 19 устройства, входная шина 20 блокировки, выходная шина 21 блокировки.Узел 2 связи содержит оптрон 22 и транзисторный оптрон 23, датчик 24 дискретного сигнала, элемент 25 индикации, разделительный элемент, выполненный на диоде 26, шину 27 нулевого потенциала, токоограничивающие элементы, выполненные на резисторах 28.1 - 28.2.Блок 5 опроса содержит транзисторные ключи 29 для коммутации цепей постоянного тока.Блок 7 приема и индикации состояния содержит транзисторные ключи 30, обеспечивающие прием, индикацию и передачу кода состояния датчиков дискретных сигналов. Блок 15 приема и индикации адреса конструктивно выполнен аналогично блоку 7 (на фиг,4). Функционально блок 15 обеспечивает прием, индикацию и передачу кода состояния адреса опрашиваемой группы датчиков дискретных сигналов.Логический элемент И 17 (фиг.5) содержит тумблер 31. Блок 11 тестирования (фиг.6) содержит транзисторные ключи 29 и 30 и функционально обеспечивает тестирование информационных каналов посредством принудительного возбуждения, шунтирующего датчик 24 дискретного сигнала, фотоприемника транзисторного оптрона 23 5 10 15 20 25 30 35 40 45 посредством формирования сигнала, соответствующего "1", на входе 14 блока 11.Логический элемент И 17 совместно с блоком 5 опроса функционально обеспечивает выбор и опрос группы датчиков дискретных сигналов с заданным позиционно адресом. Выбор и опрос заданной группы датчиков осуществляется посредством включения тумблера 31 соответствующего логического элемента И 17 или подачи на соответствующий вход 18 сигнала, соответствующего "1". При этом действии и отсутствии сигнала на шине 20 на соответствующем выходе блока 5 опроса формируется сигнал "0". Вход 20 блокировки устройства обеспечивает асинхронный принцип опроса датчиков при горячем резервировании устройства посредством приема сигнала блокировки, соответствующего "1", На входе 20 присутствует "1", если резервирующее устройство осуществляет тестирование своих информационных каналов, т.е, при наличии "1" на входе 20 функционирование резервируемого устройства, связанное с опросом датчиков и тестированием информационных каналов, прекращается. Это необходимо для того, чтобы тестирование информационных каналов резервного устройства не исказило информацию о кодах состояния датчиков дискретных сигналов резервируемого устройства,Точно так же влияет сигнал блокировки на шине 21 формируемого блоком 11 тестирования основного (резервируемого) устройства на шине 20 блокировки резервного. При отсутствии необходимости резервирования устройства для контроля дискретных сигналов на шине 20 присутствует "0", что соответствует разомкнутому состоянию тумблера 31.Блок 3 контроля достоверности (фиг.7) функционально обеспечивает контроль работоспособности информационных каналов при наличии сигнала "1" на входе 14.Для работы устройства контроля дискретных сигналов в составе ИУВС под управлением, например, микропроцессора входы и выходы устройства соединяются через интерфейс связи с микропроцессором, Эта связь имеет стандартный вид, как с любым внешним устройством ввода-вывода.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии все тумблеры 31 выключены. Сигнал на входах 18 и 19, входной шине 20 отсутствует. Вследствие этого сигнал на входах блока 5 и входе 14 блока 11 отсутствует. Все ключи 29 блоков 5 и 11 закрыты, а все ключи 30 блоков 7, 11, 15 открыты, в результате на их выходах 8, 13, 162449616 зафиксирован сигнал, соответствующий "0".При необходимости опроса, например, первой, группы датчиков включим тумблер 31 элемента 17 на входе 6 первого ключа 29 блока 5 (это действие эквивалентно формированию "1" на первом управляющем входе 18 устройства), В соответствии с этим, ввиду отсутствия сигнала "1" на шине 20 блокировки на первом входе 6 блока опроса 5 сформируется сигнал "1", который откроет первый ключ 29 блока 5. Открывшийся ключ 29 зашунтирует входную цепь ключа 30 блока 15 приема и индикации адреса и переведет его в закрытое состояние. Выходной потенциал ключа 30 повысится, сигнализируя о номере(первой) контролируемой группы датчиков 24 дискретных сигналов и достоверности адреса опроса. Одновременно открывшийся ключ 29 блока 5 переводит фотоприемники оптронов 22 первой группы узлов 2 связи в рабочий режим.Если какой-либо контакт, например, первого датчика 24, находящегося на пересечении первой управляющей 3 и информационной 4 шин матрицы 1, замкнут (это соответствует сигналу "1" с датчика), соединенные с этим датчиком светодиод (излучатель) оптрона 22 и элемент 25 индикации возбудятся, При этом возбужденный излучатель оптрона 22 возбудит соответствующий ему фотоприемник, который генерирует фототок, достаточный для срабатывания первого ключа 30 блока 7 приема и индикации состояния, Первый ключ 30 3 блока 7 закроется, фиксируя высокий потенциал на выходе 8, Это состояние будет отражено элементом 25 индикации первого ключа 30 блока 7,Для проверки достоверности получен ного на выходе 8 блока 7 кода состояния опрошенной первой группы датчиков производят тестирование информационных каналов первой группы датчиков, Для этого вклк.чают тумблер 31 элемента 17 по входу 4 14 блока 11(это действие эквивалентно формированию сигнала, соответствующего "1" по управляющему входу 19 устройства). В соответствии с этим, ввиду отсутствия сигнала "1" на шине 20 блокировки, на входе 14 5 блока 11 тестирования сформируется сигнал "1", который откроет ключ 29 блока, Открывшийся ключ 29 эашунтирует входную цепь ключа 30 блока 11 и переведет его в закрытое состояние. Выходной потенциал 5 ключа 30 повысится, сигнализируя о режиме тестирования и его достоверности, и, возбудив светодиоды оптронов 23, переведет их в открытое состояние, За счет шунтирующего действия фототранзистора оптрона 23 излучатель оптронов 22 воэбудится и отроет оптроны 22 первой, выбранной ранее для контроля, группы узлов 2связи. Все ключи 30 блока 7 закроются, фик 5 сируя на выходах 8 высокий потенциал. Всоответствии с этим на выходе 10 блока 9контроля достоверности сформируется логический сигнал "1", указывающий на достоверность принятого кода. В случае отказа10 какого-либо информационного канала соответствующий ему ключ 30 блока 7 остаетсяв открытом состоянии, а на выходе 10 блока9 будет зафиксирован сигнал "0", говорящий о недостоверности принятого кода, при15 этом номера отказавших каналов могутбыть прочитаны на элементах 25 индикацииключей 30 блока 7.Если необходимо подключить устройство к микропроцессору, то все ключи 30 раз 20 мыкают и подключают все входы и выходыустройства через интерфейс к микропроцессору,Формула изобретенияУстройство для контроля дискретных25 сигналов, содержащее матрицу и п-групп пов узлов связи с датчиком дискретных сигналов в каждой, а узел связи с датчиком дискретных сигналов выполнен на датчикедискретного сигнала и оптроне, первый вы 30 вод светодиода которого через первый токоограничивающий элемент, выполненный напервом резисторе, подключен в прямом направлении к источнику постоянного напряжения, первые выводы фотоприемников5 каждой группы узлов связи обьединены иподключены к соответствующим входамблока приема и индикации состояния, а вторые выводы соответствующих фотоприемников оптронов каждой группы узлов связиО объединены и подключены к соответствующим выходам блока опроса, выходы которого соединены с соответствующими входамиблока приема и индикации адреса, выходыкоторого являются адресными выходами ус 5 тройства, группой информационных выходов которого являются выходы блокаприема и индикации состояния, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышениянадежности и достоверности контроля, вве 0 дены блок тестирования, блок контроля достоверности и в+1 элементов И, а в каждыйузел связи введены транзисторный оптрон,элемент индикации, разделительный элемент, выполненный на диоде, второй токо 5 ограничивающий элемент, выполненный навтором резисторе, первый вывод которогосоединен с первым выводом светодиодатранзисторного оптрона, первый вывод фотоприемника которого обьединен с первымвыводом датчика дискретного сигнала, вхо 1624496дом элемента индикации и через диод раз-делительного элемента подключен к второму выводу светодиода оптрона, второй вывод фотоприемника транзисторного оптрона объединен с вторыми выводами датчи ка дискретного сигнала и светодиода транзисторного оптрона и является шиной нулевого потенциала, вторые выводы соответствующих вторых резисторов каждой группы узлов связи объединены и подклю чены к первому выходу блока тестирования и являются выходной шиной блокировки устройства, первым информационным выходом которого является второй выход блока15 тестирования, вход которого объединен с входом блока контроля достоверности и подключен к выходу первого элемента И, выходы с второго по (а+1)-й элементов И соединены с соответствующими входами блока опроса, первые входы элементов И объединены и являются входной шиной блокировки устройства, управляющими входами которого являются вторые входы элементов И, а вторым информационным выходом - выход блока контроля достоверности, группа входов которого соединена с и соответствующими выходами блока приема и индикации состояния.1624496 Фиг, Е Составитель И. РомановаТехред М,Моргентал Корректор А. Обручар Редактор М, Келемеш Производственно-издательский комбйнат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 193 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, ЖРаушская наб., 4/5