Система телемеханики

%СПУБЛИК А 1 1)5 С 08 С 19/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНн двтоесномм свиДатюдьСтвМ 54) СИСТЕМА тЕЛРЛЖХАНИКИ 37 18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-производственное объединение по созданию и вьптуску средств автоматизации для горных машин "Автоматгормаш"(5 б) Авторское свидетельство СССР Р 1462388, кл. С 08 С 19/28, 1987.Ф(57) Изобретение предназначено дляобработки информации в сетях управления с линейной структурой, в которойвсе пульты управления соединены одноймагистралью, Цель изобретения - расширение функциональных возможностейсистемы путем организации обмена информации между командно-исполнительными пунктами КИП как с участиемцентрального пункта управления, так1557576 и без него. Система содержит на центральном пункте управления вычислительный блок 1, Формирователь частоты 2, делитель частоты 3 управляемый делиФ5 тель частоты 4, три элемента И 5, 6 и 7, два элемента ИЛИ 8 и 9 и генера-; тор опорной частоты 10, на каждом командно-исполнительном пункте вычислительный блок, дешифратор входных сигналов, дешифратор выходных сигналов, блок выдачи и блокировки сигнаСистема телемеханики предназначена для обработки информации в сетях управления с линейной структурой, в которой все пульты управления соединены одной магистральной связью, например шахтными механизированными комплексами преимущественно в угольной промышленности,Цель изобретения - расширение25 Функциональных возможностей системы путем организации обмена информацией между командно-исполнительными пунктами как с участием центрального пункта управления, так и без него.На Фиг.1 представлена Функциональная схема. центрального пункта управления (ЦПУ); на Фиг,2 - Функциональная схема командно-исполнительного пункта КИП на Фиг.З - Функциональнаяф Э35 схема вычислительного блока и блока выдачи и блокировки сигналов прерывания командно-исполнительного блока; на Фиг.4 - Функциональная схема дешифраторов входных и выходных сигна лов.Система телемеханики содержит на центральном пункте управления вычислительный блок 1, Формирователь частоты 2, делитель частоты 3, управляе мый целитель частоты 4, три элемента И 5-7, два элемента КЛИ 8 и 9, генератор опорной частоты 10, на каждом командно-исполнительном пункте вычислительный блок 11, дешифратор входных50 сигналов 12, дешифратор выходных сигналов 13, блок выдачи и блокировки сигналов прерывания 14, исполнительный блок 15, генератор частоты 16 датчики телесигнализации 17, датВ55 чики телеизмерения 18, делитель частоты 19, управляемый делитель частоты 20, Формирователь частоты 21, канал опорной частоты 22, канал выбора ко" лов прерываний, исполнительный блок,генератор частоты, датчики болесигнализации и телеизмерения, делительчастоты, управляемый делитель частоты, Формирователь частоты, Даннаясистема позволяет образовывать группысекций КИП, работающих в групповомавтоматическом режиме, а также позволяет осуществлять пооперационное ручное управление секцией КИП в пределахгруппы. 4 ил,мандно-исполнительного пункта 23,информационный канал 24, первый 25и второй 26 каналы управляющей инФормации, канал запроса прерывания27, канал блокировки прерывания 28,первый 29 и второй 30 каналы передачи номера командно-исполнительногопункта,Вычислительный блок 1 центральногопункта управления содержит микроЭВМ31, блок памяти 32, регистр 33, блокввода-вывода 34, конденсаторы 35и электролит 36,Вычислительный блок 11 командноисполнительного пункта содержит микроЭВМ 37, блок ввода-вывода 38, регистр 39, блок памяти 40, конденсато"ры 41 и электролит 42, 43 - блок,изображенный на Фиг.З. Дешифраторвходных сигналов 12 содержит четыреэлемента И 44 - 47, два элемента ИЛИ48 и 49,Дешифратор выходных сигналов 14содержит выходной блок 50, четыреэлемента И 51-53 и 54-63 - девятьвыходов вычислительного блока. 64и 65 в . выходы первой и второй группвыходов вычислительного блока, .6668 - три информационных входов вычислительного блока, 69 - вход прерывания вычислительного блока, 70 и 71 входы первой и второй групп входоввычислительного блока.Система телемеханики работает следующим образом. Система телемеханики для работы. в сети управления обеспечивает режимы управления автоматического централизованного, когда КИП управляются с ЦПУ; автоматического группового, когда любой из КИП становится головным и управляет КИП; ручного, когда с лю25 40 5 15575 бого из ККП оператор имеет возмож" ность вручную управлять другим ККП.Все три режима могут осуществляться одновременно с приоритетом; ручное; групповое, автоматическое управление.5Автоматическое централизованное управление осуществляется ЦПУ по информации, получаемой из канала 24 с КИП, в соответствии с заданным алгоритмом.ЦПУ по каналу связи 23 посылает сигнал вызова выбранному КИП. Выбор КИП производится посредством подачи, кода (например, 12-разрядного) на управляемый делитель частоты. На управляющий вход делителя 4 поступает опорная частота от генератора 10, Опорная частота по каналу 22 передается всем КИП. 20Все ККП принимают частоту выбора, которая поступает в вычислительный блок 11 ВБ по цепи: канал 23, элемент КЛИ 48, дешифратор входных сигналов 12 на третий инАормационный вход 68, Обнаружив сигнал выбора, РБ выдает на свой второй выход 56 сигнал, который попадает на элементы К 44 и 46 дешиАратора входных сигналов 12. На эти элементы подаются также сигналы с каналов 23 и 25. Эти сигналы никогда не передаются с ЦПУ одновременно, так как в каждый момент времени делитель частоты может формировать только один частотныи .сигнал.35Частота выбора с элемента ИЛИ 49 дешиАратора входных сигналов 12 попадает в формирователь частоты 21, где вычитается из опорной частоты и поступает через второй инАормационный вход 67 блока 11 на таймер-счетчик микроЭВМ 37. По истечении интервала времени, определяемого генератором тактовой частоты микроЭВМ 37 и делителем 19, с выхода этого делителя 45 поступает сигнал прерываний на обработку содержимого счетчика-таймера, Содержимое счетчика-таймера сравнивается с частотой с выхода генератора частоты 16, индивидуального для каж дого КИП, Если сравнение показывает. равенство, то ВБ 11 считывает показания состояния датчиков 17 и 18, преобразует их в код, например 12-разрядный, и выдает этот код на входы группы входов управляемого делителя частоты 20, На управляющий вход делителя частоты 20 подается опорная частота по каналу 22С выхода делителя 76 6частоты 20 частота, несущая информацию о состоянии датчиков на КИП, по"падает на первые входы элементов51-54,Одновременно с выдачей кода ВБ 11через блок ввода-вывода 38 подаетсигнал на второй вход элемента К 54,который, через выходной блок 50 подключен к каналу 24, по которому инАормация о состоянии датчиков КИПпередается на ЦПУ, Программа обработки вызова КИП может включить передачусигнала квитанции, т.е, номера ККПна ЦПУ . - числа, хранящегося в генераторе частоты 16.Прием инАормации с КИП идет поцепи: канал 24, элемент К 5, на второй вход которого подан разрешающийсигнал от ВБ через блок ввода-вывода34 элемент ИЛИ 9, Аормирователь частоты 2, второй инАормационный входсчетчика-таймера микроЭВМ 31 РБ 1,Одновременно с выбором КИП ВБ снимает запрет прерываний, Генератортактовой частоты, содержащийся вмикроЭРМ 31, соединен с делителемчастоты 3, выход которого подключенко входу прерываний ВБ 1, По сигналупрерываний ВБ считывает содержимоетаймера-счетчика, определяющее номерКИП и состояние датчиков 17 и 18.Получив инАормацию о состояниидатчиков на КИП, ЦПУ вырабатываетсигналы управления в соответствиис заданным алгоритмом.Для выдачи сигналов управленияЦПУ Аормирует код и через блок вводавывода 34 выдает его на управляемыйделитель частоты 4, на управляющийвход которого подается опорная частота от генератора 10, Частотный сигнал со второго выхода делителя 4поступает на первый вход элемента И 7.На второй вход этого элемента поступает разрешающий сигнал подачи управляющего сигнала в канал 25,1На КИП сигнал из канала 25 поступает на элемент К 46 дешиАраторавходных сигналов 12, который открытдля прохождения сигнала. Через элемент ИЛИ 49 дешиАратора входных сигналов 12, формирователь частоты 21,второй инАормационный вход 67 ВБ 11сигнал поступает на вход таймерасчетчика микроЭВМ 37. В дальнейшемобработка сигнала аналогична обработке сигнала выбора КИП.40 Автоматическое групповое управление, Управление ведется группой КИПс любого КИП. Рызывающий КИП: В-КИП;вызываемый - КИП-В.5На Р-КИП оператор набирает номер(нли приращение номера) КИП-В. Приэтом считается, что все КИП, имеющиеномера от В-КИП до.КИП-В, входят вгруппу управляемых и выходят из области управления ЦПУ, Набор номерапроизводится при помощи кнопок-датчиков 17, ВБ 11 выдает код номера В-КИПна управляемый делитель частоты 20и вместе с разрешающим сигналом, поступающим из блока ввода-вывода 38,сигнал, соответствующий этому коду,поступает через элемент И 51выходной блок 50 в канал 29,На ЦПУ сигнал, поступивший в канал 29, попадает на первый вход элемента И 6, на второй вход которогов режиме опроса подается сигнал, разрешающий прохождение частоты кода,номера В-КИП. Эта частота далее через 25элемент ИЛИ 9 поступает в формирователь частоты 2 и через второй информационный вход ВБ 1 на вход счетчикатаймера микроЭВМ 31. Содержимое счетчика-таймера отображает номер в В-КИП.30Передача номера КИП-В в канал 30происходит аналогично, через элементИ 52 блока 14.В КИП-В могут поступать два вызова: с ЦПУ и с В-КИП, соответственнопо каналам 23 и 30. Приняв обезличен 35ный сигнал "Рызов", ВБ 11 КИП-В вцца-,ет поочередно сигналы со своих второгои третьего выходов 56 и 57, открывающие элементы 44, 45. Одновременнопроизводится измерение содержимаготаймера-счетчика. Если при сигналесо второго выхода 56 содержимое таймера-счетчика не равно нулю, то этоозначает, что сигнал вызова пришел 45из канала 23, т,е, с ЦПУ; В дальнейшемсодержимое счетчика-таймера сравнивается с величиной генератора частоты16 и в случае равенства определяетсяфакт вызова данного КИП и ЦПУ.50Если при выдаче сигнала КИП открывается элемент И 45, то подтверждается факт вызова КИП-В с В-КИП.Вызывающий сигнал (частота) проходит элемент ИЛИ 49 дешифратора входных сигналов 12, формирователь частоты 21 и поступает на вход таймерасчетчика микроЭВМ 37 ВБ 11. Содержимое таймера-счетчика (частота, накопленная за время КТ, где Т - периодтактовой частоты микроЭВМ 37 и К -коэффициент, деления делителя 19) определяет номер выбираемого КИП.Содержимое таймера-счетчика сравнивается с величиной частоты генератора 16 и в случае равенства определяется факт вызова данного КИП с другого КИП.При подаче сигналов управления сЦПУ и с КИП соответственно по каналам25 и 26 каналы коммутируются элементами И 46, 47. После определения источника вызова (ЦПУ, КИП) сигналы 56и 57 остаются только на вызываемомКИП и тем самым подготавливают приемуправляющих сигналов из каналов 25или 27,Управляющие сигналы отрабатываютсяВБ и в соответствии с их значениемпереводятся в выходные сигналы управления, выдаваемые через блок вводавывода 38 на исполнительный блок 15,В-КИП выдает сигнал выбора КИП-Вчерез элемент И 52 блока 14, а сигналы управления КИП-В через элемент И53 блока 14 и оба сигнала - черезвыходной блок 50 соответственно в каналы 26 и 30.Информация из каналов 26 и 30 поступает не только на КИП, но и на ЦПУ,где в обезличенном виде (какой-то КИПвызывает другой КИП) через элементИЛИ 8 проходит на первый информационный вход ВБ 1, При получении этогосигнала РБ выдает сигнал через блокввода-вывода 34 на элемент И 6 дляприема информации по каналу 29. Протокол связи В-КИП и КИП-В предполагает выдачу с В-КИП его номера и номераКИП-В по каналу 29, Эта информациянеобходима на ЦПУ для учета эоны работы В-КИП-.КИП-В. Кроме того, КИП-Впередает свой номер на В-КИП для подтверждения правильности выбора.Ручное управление. В режиме ручного управления используются каналыгруппового управления. Оператор, находящийся на В-КИП, с помощью кнопкидатчиков 17 выбирает номер КИП-В, азатем с помощью этих же кнопок посылает команды управления на КИП-В.Прохождение сигналов при ручном управлении повторяет их путь и очередность операций при групповом управлении. Разница состоыт только в инициатине подачи сигналов: от оператораили от программы, 9 155Техническое преимущество данной системы заключается в везможности образования групп секций КИП, работающих в групповом автоматическом режиме в пределах видимости оператора, а также возможность пооперационного ручного управления секцией КИП в пределах группы,Формула изобретенияСистема телемеханики, содержащая на центральном пункте управления вычислительный блок, выходы группы выходов которого подключены к инАормационным входам управляемого делителя частоты, первый выход которого является входом канала выбора командно- исполнительных пунктов, первый выход вычислительного блока является входом канала блокировки прерывания, вход прерывания вычислительного блока является выходом канала запроса прерывания, генератор опорной частоты, выход которого подключен к управляющему входу управляемого делителя частоты и является входом канала опорной частоты, на каждом командно-исполнительном пункте вычислительный блок, выходы группы выходов которого подключены к инАормационным входам управляемого делителя частоты, управляющий вход которого и первый вход блока вьдачи и блокировки сигналов прерывания объединены и являются выходом канала опорной частоты, второй вход и первый выход блока вьдачи и блокировки сигналов прерывания являются выходом канала блокировки прерывания и входом канала запроса прерывания соответственно, датчики телеизмерений, первые выводы которых подключены к входам первой группы входов вычислительного блока, датчики телесигнализации, первые выводы которых подключены к входам Второй группы входов вычислительного блока и к группе входов блока выдачи и блокировки сигналов прерывания, вторые выводы датчиков телесигнализации и телеизмерения объединены и подключены к шине нулевого потенциала, генератор частоты, выход которого подключен к первому информационному входу вычислительного блока первый выход и Выходы второй группы выходов которого подключены к третьему входу и к входам группы входов блока вьдачи и блокировки сиг 7576 .10 налов прерывания соответственно, Информационный канал, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью расширения Аункциональных возможностей путеморганизации обмена информацией междукомандно-исполнительными пунктами какс участием центрального пункта управления, так и без него, в систему введены на центральном пункте управления Аормирователь частоты, триэлемента И, два элемента ИПИ и делитель частоты, второй, третий и четвертый выходы вычислительного блокаподключены к первым входам первого,второго и третьего элементов И соответственно, пятый выход вычислительного блока через делитель частотыподключен к своему входу прерывания,15 второй вход первого элемента И явля 20 ется выходом инАормационного канала,второй выход управляемого генератораподключен к второму входу второгоэлемента И, выход которого является 25 входом первого канала управляющей .инАОрмации, второй вход третьего элемента И является выходом первого канала передачи номера командно-исполнительного пункта, первый и второйвходы первого элемента ИЛИ являютсявыходами второго канала управляющейинАормации и второго канала передачиномера командно-исполнительного пункта соответственно, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому инАормационному входу вычислительного блока, выходы первого и третьего элементов И подключены к первому и второмувходам второго элемента ИЛИ, выходкоторого подключен к первому входуФормирователя частоты, выход генератора опорной частоты подключен к второму входу Аормирователя частоты, выход которого подключен к второму 45 информационному Входу Вычислительногоблока, на каждом командно-исполнительном пункте дешифратор входныхсигналов, дешифратор выходных сигналов, делитель частоты, формировательчастоты и исполнительный блок перФвый, второй, третий и четвертый входыдешиАратора входных сигналов являютсявыходами канала выбора командно-исполнительных пунктов, первого и второго каналов управляющей информациии второго канала передачи номера командно-исполнительного пункта соответственно, первый выход дешиАраторавходных сигналов подключен к второму11 35 инйормационному вхбду вычислительного блока, второй и третий выходы которого подключены к пятому и шестому входам дешийратора входных сигналов соответственно, второй выход которого подключен к первому входу Формирователя частоты, выход которого лодключен к третьему инйормационнаму входу вычислительного .блока, второй вход Формирователя частоты является выходом канала опорной частоты, выход управляемого делителя частоты подключен к первому входу дешийратора вы-, ходных сигналов, четвертый выход вычислитеЖного блока подключен к входу 57576 12Исполнительного блока, пятый выходвычислительного блока через делительчастоты подключен к своему входу прерывания, шестой, седьмой, восьмой идевятый выходы вычислительного блокаподключены к второму, третьему, четвертому и пятому входам дешийраторавыходных сигналов соответственно,первый, второй, третий и четвертыйвыходы которого являются входами первого и второго каналов передачи номера командно-исполнительного пунктаинформационного канала и второго канала управляющей информации соответственно.1557576 тор Н.Го т оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. ород, ул. Гагарина, 101 Заказ 718ВНИИПИ Госу Составитель И.КузнецовТехред Л Олийнык Корректор Н,Коро Тираж 442 Подписное ственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5