Устройство для сбора дискретной информации

Союз Советскмю Социанмстичесмик Распублнк(22) Заявлено 21,1279 (21) 2857309/18-24с присоединением заявки Нов(51)М. Кл. С 08 С 19/16 Государстаенныв комнтет СССР яо делам нюбретеннй н открытнй(72 Авторы мзобретени я Р,О,Якеревич и А,М,Фрид Центральный научно-исследовательский и проектнотехнологический институт организации и техникиуправления(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА ДИСКРЕТНОЙИНФОРМАЦИИ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано автоматизированных системахуправления, в частности в системахс большим числом контролируемыхтехнологических объектов.Известно устройство для сопряжения вычислительной машины с дискретныри датчиками, содержащее группы форрирователей, первую и вторуюгруппу блоков кодирования, блокитрансформации длительности ирпульсов, блоки аварийного отключения,блок согласования элементы ИЛИ ивыходной регистр 1 1.5Недостатками этого устройстваявляются низкая порехозащищенностьи ограниченная дальность передачи,обусловленные необходимостью сокращения длительности сигналов для уменьщения вероятности их взаимного наложения, отсутствие возможностинепосредственного контроля текущагосостояния объектов. Объясняется этотер, что информация с датчиков поступает только в моменты измененияих состояния, Поэтому для определениятекущего состояния датчиков в вычислительнор устройстве необходимо хранить информацию о предыстории за ЗО длительный период времени, Это накладывает жесткие требования к надежности вычислительного комплекса.Кроме того, устройство имеет большой расход кабеля, обусловленныйрадиальным .характером связи междупервой и второй ступенями кодирования, а также большой расход аппаратуры, обеспечивающий буферизацию собираерой информации и уменьшениевзаимного наложения сигналов,НаибОлее близким к изобретениюявляется устройство для сбора дискретной инфоррации, выполненноев виде матрицы, содержащей узлы сопряжения с датчиками, установленныев точках пересечения информационныхшин и шин опроса, подключенные квыходам блока опроса, вход которогочерез блок связи соединен с блокомобработки и управления.Данное устройство осуществляетпоиск и опрос шин, в которых имеломесто иэренение состояния датчиков123;Недостаткариустройства являются1, Вольшое время получения инфоррации об изменении состояния датчика,обусловленное тер, что данная проце 858056Цель изобретения - повышение быстродействия и помехоустойчивостиустройства,Эта цель достигается тем, чтов устройство для сбора дискретнойинформации введены регистр приемаинформации, шины известительных сигналов, и в каждый узел сопряжения сдатчиками введены блок помехозащищенного кодирования, повторительсигналов, формирователь импульсов,первый выход поэторителя сигналовподключен к одному иэ входов блокапомехозащищенного кодирования, второй выход соединен со входом Формирователя сигналов, выходы Формирователей сигналов узла сопряжения сдатчиками подключены к шинам известительных сигналов, каждая иэ которых соединена с соответствующей информационной шиной матрицы, информационные шины матрицы подключены ковходам регистра приема информации,выход которого соединен со входомблока связи, вход блока помехоэащищенного кодирования каждого узла,сопряженного с датчиками, подключенк соответствующей шине опроса матрицы, выходы соединены с информационными шинами матрицы,40 45 50 ЬО 65 дура включает в себя последовательный опрос каждой иэ горизонтальныхи вертикальных шин матрицы и последующий опрос шины, в которой былообнаружено изменение информации, Таккак эти сигналы опроса передаютсянепосредственно по шинам матрицы,они должны иметь достаточно большуюдлительность для обеспечения ихзащиты от искажений и помех. Следовательно, время обнаружения новойинформации в устройстве зависит отчисла шин и от их линейных размеров,2, Возможность возникновенияситуаций,при которых не могут бытьобнаружены датчики, изменяющие своесостояние. Например, это имеет место, если наряду со сработавшим датчиком изменили свое состояние нечетное число датчиков в соответствующих горизонтальной и вертикальнойшинах; Вероятность таких ситуаций Явозрастает с увеличением потока срабатывания датчиков.3, Большой расход аппаратуры икабеля, обусловленный тем, что вматричный коммутатор включаются вседатчики и каждая шина имеет достаточно сложный узел для определенияизменения информацииТакой узел должен содержать элементы для определе,ния четности кода, элемент сравненияи др,4. Трудность обнаружения неисправностей (например, обрыва шин матрицы), так как в устройстве отсутствуют объективные признаки наличия повреждений,На фиг.1 приведена схема устройства для сбора дискретной информации) на фиг,2 - структурная схемаблока помехозащищенного кодирования,фна фиг,З - пример реализации формирователя импульсных сигналов,Устройство содержит информациончые входы 1 датчика, узлы сопряжения с датчиками 2, каждый из которыхсодержит блок 3 помехоэащищенногокодирования со входом 4 стробироэания,повторитель 5 сигналов датчиков сосвоими выходами 6 и 7 и формирователь 8 импульсных сигналов, шины 9опроса строк, информационные шины 10шины 11 известительных сигналов,точки 12 подключения шин известительных сигналов к информационным шинамрегистр 13 приема информации, блок14 опроса, блок 15 связи, блок 16управления и обработки (например,вычислительная машина),Блок 3 помехозащищенного кодирования (фиг,2) содержит шифратор 17помехозащищенных кодов и элементыи 18.Формирователь 8 импульсных сигналов (фиг,З) содержит резисторы 19 и20, конденсаторы 21, разделительныйдиод 22 и контакт 23 повторителя 5сигналов датчиков,Узлы сопряжения с датчиками соединены в виде прямоугольной матрицы,Выходы формирователей 8 импульсныхсигналов соединены между собой впределах каждой строки шинами 11 иподключены в точках 12 к информационным шинам 10, причем каждая шина11 и соединенная с ней шина 10 имеют одинаковый порядковый номер,Сигналы с датчиков, подключенных к каждому блоку 3, образуют группу логически несовместных событий, В такой группе в каждый момент времени может поступить сигнал не более, чем с одного датчика, Для многих типов технологического оборудования такие группы образуют датчики контроля неисправностей, принадлежащие одному станку, Например, в ткацком станке во время его останова по одной иэ причин отсутствует возможность появления сигналов с других датчиков,Блок 3 обеспечивает Формированиекода состояния группы, причем подсостоянием группы понимаются отсутствие сигналов с датчиков (нулевоесостояние) или наличие сигнала поодному иэ входов 1.Повторитель 5, в качестве которого может быть использовано, например,электромагнитное реле, подключенчерез сборку к информационным входам1, Его выход 7 наличия сигнала сэяэанс формирователем 8, а выход б отсутствия сигнала - с входом блока 3,устанавливающим код нулеяогс состояния,40 формирователь 8 генерирует импульсный сигнал Фиксированной длительности при изменении состояния навыходе 7 повторителя 5, т,е, при включении и выключении любого иэ датчиков группы. 5Каждая информационная шина 10соединена со входом соответствующего разряда регистра 13 приема информации, а каждая шина 9 связана состробирующими входами 4 блока 3, 0,определенной строки матрицы и ссоответствующим выходом блока 14опроса, Блок 14 содержит, например,регистр, с каждым выходом которогосвязан усилитель сигнала опроса, подключенный к соответствующей шине 9опроса,Блок 15 связи обеспечивает считывание информации с регистра 13 иввод ее в блок 16, а также осуществляет вывод сигнала опроса из блока 2016 в блок 14.устройство работает следующим образом,Сигнал датчика включает повторитель 5 и поступает на вход шифратора 2517 в блок 3, С выхода шифратора кодданного сигнала поступает на входысоответствующих элементов И 18, Включаясь, повторитель 5 снимает сигналнулевого состояния и запускает формирователь 8, который выдает импульсный сигнал. Прекращенье сигнала навходе 1 влечет за собой выключениеповторителя 5, который восстанавливает сигнал нулевого состояния на 35выходе 6 и повторно запускает формирователь 8,Таким образом, импульсный известительный сигнал формируется в начале и в вконце времени срабатываниялюбого из датчиков.Формирование данного сигналапроисходит за счет оазряда соответ:тв;юшего конденсатора 21 при замыкании в одном из крайних состоянийконтакта 23, принадлежащего повторителю 5 (фиг,3),Импульсный сигнал с выхода формирователя 8 поступает на шину 11своей строки и через точку 12 по шине 10 передается на соответствующий 50вход блока 3.Блок 16 поразрядно анализируетсодержимое регистра 13, При обнаружении единицы в определенном разряде он передает в блок 14 адоес строки, которую необходимо опроситьСигнал с соответствуюшего выхода блока14 по шине 9 стробирует по входам 4элементы И 18 блока 3 строки, в которой было обнаружено изменениесостояния датчика, Считываемые при 40этом коды состояния датчиков по шинам10, через регистр 13 и блок 15 поступают в блок 16. Принятая информацияпров.:.ояется и обрабатывается блоком1 п, 45 При поиске датчиков, изменившихсостояние, анализируется одна координата матрицы ( регистр 131, Приэтом опрашиваются не сами датчики,которые могут быть удалены на значительное расстояние, а регистр 13,расположенный в непосредственной близости от устройства 16, В результатескорость поиска определяется толькобыстродействием электронных блоков13,15 и 16 и не зависит от размеровматрицы,В процессе сбора информации вустройстве коды состояния считываются не со всех строк, а только стех, в которых имело место изменениесостояния датчиков.Таким образом, в устройстве сокращается как время поиска информацииоб изменении состояния датчика, таки время считывания этой информации.В устройстве для передачи известительных и информационных сигналовиспользуются одни и те же элементы(шины 10 и регистр 13 ), что даетзначительную экономию оборудования,При этом в устройстве предусмотреназащита от взаимного наложения известительных и информационных сигналов (разделение информационного иизвестительного каналов), Для этого,во-первых, длительность импульсов,поступаюших с Формирователя 8 задана такой, что она превышает времясчитывания кодов состояния с однойстроки и, во-вторых, информация сблоков 3 передается в виде помехозащищенных кодов,Анализируя содержимое регистра 13до и после считывания кодов состояния блок 16 обнаружит известительные сигналы независимо от характераналожения их на принимаемую информацию, Проверяя верность кодов состояния блок 16 обеспечивает защиту отналожения на них известительных сигналов (путем повторного считываниястрок).В устройстве отсутствуют коллизии,при которых не могут быть обнаруженыдатчики, изменявшие свое состояние,Наличие блоков 3 уменьшает количество линий связи (шин 10) и числоразрядов в регистре 13,Формула изобретенияУстройство для сбора дискретной информации, выполненное в виде матрицы, содержащей узлы сопряжения с дат и - ками,установленные в точках пересечения информационных шин и шин опр;"а,пчодключенные к выходам блока опроса, вход которого через блок связи соединен с блоком обработки и управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, то, с целью повышения быстродействия уст 858056ройства и его помехоустойчивости в него введены регистр приема информации, шины известительных сигналов, и в каждый узел сопряжения с датчиками яэлены блок помехоэащищенного, кодирования, повторитель сигналов, формирователь импульсов, первый выход ,повторителя сигналов подключен к одному иэ входов блока помехозащищенного кодирования, второй выходсоединен со входом формирователя сигналов, выходы формирователей сигналов узла сопряжения с датчиками подключены к шинам известительных сигналов, каждая иэ которых соединена с соответствующей информационной шичой матрицы, информационные шиныматрицы подключены ко входам регистраприема информации, выход которогосоединен со входом блока связи, входблока помехоэащищенного кодированиякаждого узла, сопряженного с датчиками, подключен к соответствующейшине опроса матрицы, выходы соединеныс информационными шинами матрицы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе858056 ффа У Решетник орре лиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель Н,ЛысенРедактор А,Шишкина Техред А, Бабинец каз 7252/83 Тираж 691 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушска