Устройство для формирования кода текущего состояния критической ситуации технического объекта

(71) Уфимский аСерго Орджоникивенное объедине(54) УСТРОЙСТВОКОДА ТЕКУЩЕГОСКОЙ СИТУАЦИИ детельство СССР 8 6 5/00, 1983.детельство СССР 5 В 23/02, 1990,ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ КРИТИЧЕТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА Изобретение относится к,средствам автоматического управления, контроля и сигнализации сложных технических систем, в частности летательных аппаратов, и может быть использовано для повышения безопасности их функционирования в критических ситуациях КС), имеющих несколько существенных состояний.Известно устройство для определения состояния критической ситуации, содержащее группу датчиков, блок буферной памяти, блок формирования адресов начал списков смежных состояний, блок задания режима, счетчик, коммутатор, задатчик кода начального состояния, генератор тактовых импульсов, элемент задержки, элементы И, ИЛИ, Данное устройство осуществляет пошаговый контроль развития критической ситуации. В каждый момент времени(57) Использование; в сложных системах для повышения безопасности функционирования в критических ситуациях, ил 1 еющих несколько существенных состояний.Сущность изобретения: устройство содержит группу датчиков, три коммутатора, задатчик кода начального состояния, три блока буферной памяти. блок Формирования адресов начал списков смежных состояний, счетчик, блок задания режима, генератор тактовых импульсов, две группы формирователей импульса, группу элементов ИЛИ, формирователь кода реального времени, группу блоков буферной памяти, схему сравнения, блок микропрограммного управления, 2 ил. устроиство формирует код текущего состояния критической ситуации.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля состояния критической ситуации, содержащее группу датчиков, блок формирования адресов начал списков смежньх состояний, три счетчика, блок задания режима и порога, два коммутатора, цифроаналоговый преобразователь, два компаратора, схему сравнения, элемент ИЛИ, эадатчик количества параллельных процессов, генератор тактовых импульсов, блок буферной памяти текущих состояний параллельных процессов, блок памяти начальных состояний параллельных процессов, блок выбора логических функций, блок управления и синхронизации. Устройство обеспечивает контроль критических ситуа 179709810 20 25 30 40 50 ского обьекта, содержащее группу датчиков, генератор тактовых импульсов, схему сравнения, задатчик кода начального состояния, два коммутатора, первый блок буферной памяти, блок формирования адресов начал списков смежных состояний, счетчик, блок задания режима и блок микропрограммного управления, первый информационный вход которого соединен с выходом первого коммутатора, второй информационный вход - с выходом указания конца списка смежных состояний блока задания режима, синхровход - с первым выходом генератора тактовых импульсов, вход сброса - с входом запуска генератора тактовых импульсов, входами сброса первого блока буферной памяти и счетчика и с входом запуска устройства, первый вход - с. первым управляющим входом второго коммутатора, второй выход - с входом управления записью первого блока буферной памяти, а выход счетчика подключен к информационному входу задания режима; связанного выходом выбора датчика с адресным входом первого коммутатора, группа информационных входов которого соединена с выходами датчиков группы, выход эадатчика кода начального состояния подключен к первому информационному входу второго коммутатора, соединенного выходом с информационным входом первого блока буферной памяти, выход которого подключен к выходу устройства и адресному входу блока формирования адресов начал списков смежных состояний, соединенного выходом с информационным входом счетчика, синхровход которого соединен с синхровходом первого блока буферной памяти и вторым выходом генератора тактовых импульсов, дополнительно введены формирователь кода реального. времени, две группы формирователей импульса, группа элементов ИЛИ, группа блоков буферной памяти, второй и третий блоки буферной памяти, третий коммутатор, адресный вход которого соединен с выходом выбора датчика блока задания режима,. подключенного группой информационных входов к .выходам блоков" буферной памяти группы, а выходом - к информационному входу второго блока буферной памяти и первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен выходом второго блока буферной памяти, а выход- с третьим информационным входом блока микропрограммного управления, третий выход которого подключен к входу разрешения установки счетчика, четвертый и пятый выходы соединены с входами управления записью соответственно третьего и второго блоков буферной памяти, шестой выход - с счетным входом счетчика, а седьмой выход - с вторым управляющим входом второго коммутатора, связанного вторым информационным входом с выходом третьего блока буферной памяти, информационный вход которого соединен с выходом кода смежного состояния блока задания режима, вход сброса - с входом сброса второго блока буферной памяти, первыми входами элементов ИЛИ группы и входом запуска уст10 15 20 30 35 40 45 50 55 рписгва, а синхровходс синхровходомвторого блока буферной памяти и вторымвыходом генератора тактовых импульсов,выход каждого датчика группы через соотве тствующий формирователь импульса первой группы подключен к входу управлениязаписью соответствующего блока буфернойпамяти группы, а через соответствующийформирователь импульса второй группы - квторому входу соответствующего элементаИЛИ группы, выход каждого из которых соединен с входом сброса соответствующегоблока буферной памяти группы, информационный вход каждого из которых подключен к входу запуска устройства, причемкаждый датчик выполнен в виде датчика со стояния соответствующего узла технического объекта.В предложенном техническом решенииподдержание гибкой системы приоритетовобеспечивается путем фиксации временисрабатывания датчиков с помощью предусмотренной группы блоков буферной памяти, На основании сравнения временисрабатывания датчиков, соответствующихпереходам в смежные состояния, определяется новое текущее состояние КС, Сравнение времени срабатывания различныхдатчиков производится цепью из третьегокоммутатора, второго блока буферной памяти и схемы сравнения,Работа устройства синхронизируетсягенератором тактовых импульсов.Блок микропрограммного управленияобеспечивает координацию работы отдельных элементов устройства. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - граф состояний устройства.Устройство для формирования кода текущего состояния критической ситуации, технического объекта (фиг.1) содержит группу датчиков 1, генератор 8 тактовых импульсов, схему 15 сравнения, задатчик 3 кода начального состояния, коммутаторы 2, 14, 18, блоки 4, 16, 17 буферной памяти, блок 5 формирования адресов начал списков смежных состояний, счетчик б, блок 7 задания режима, блок 22 микропрограммного управления, формирователь 12 кода реального времени, группы формирователей 9 и 1 О импульса, группу 11 элементов ИЛИ, группу блоков 13 буферной памяти, а блок 2 микропрограммного управления состоит из двух логических матриц 19 и 21 и счетчика 20.Датчики 1 группы представляют собой датчики логического типа, формирующие сигнал "0" или "1". Генератор 8 актовых импульсов формируег с заданным периоппм непересекающиеся во времени синхроимпульсы Ф 1 и Ф 2.Задатчик 3 кода начального состояния хранит код начального состояния, с которого начинается работа устройства.Коммутатор 2 обеспечивает коммутацию сигналов дачиков 1 при поступлении на его адресные входы кода адреса опрашиваемого датчика. Коммутатор 14 управляет работой блока 4 буферной памяти.Блок 4 буферной памяти служит для хранения кода текуцео состояния КС, Его выход является информационным выходом устроиства.Блок 5 формирования адресов начал списков смежных состояний хранит адреса начал списков кодов смежных состояний, в которые возможен переход из текущего состоя ния.Счетчик б предназначен для формирования адреса очередного смежного состояния из списка сме;кных состояний.Информационны разряды блока 7 задания режима разбиты на три частиЧ 1 - код смежного состояния, переход в которое возможен из данного текущего состояния;Ч 2 - адрес датчика, контролирующего переход в данное смежное состояние;О - указатель конца (единица указывает на конец списка смежных состояний),Формирователь 12 кода реального времени обеспечивает отсчет времени с момента запуска устройства по сигналу "Сброс",Формирователи 9 импульса первой группы обеспечивают выдачу кратковременного импульса по переднемуфронтусигналов соответствующих датчиков, а формирователи 10 второй группы - по заднему фронту этих же сигналов.Блоки буферной памяти 13 хранят значение кода реального времени в момент срабатывания соответствующих датчиков 1, Запись информации в блоки буферной памяти 13 происходит по сигналам с выходов соответствующих формирователей 9 первой группы, а сброс - по заднему фронту этих же сигналов.Блоки буферной памяти 13 группы хранят значение кода реального времени в момент срабатывания соответствующих датчиков 1, Запись информации в блоки буферной памяти 13 происходит по сигналам с выходов соответствующих формирователей импульса первой группы 9, а сброс - по сигналам с выходов Формирователей импульса второй группы 10.10 15 20 25 30 40 45 50 55 Коммутатор 18 управляет работой блока16 буферной памяти: по адресу, поступающему на его адресные входы, коммутатор 18обеспечивает коммутацию очередного блока иэ группы 13 блоков буферной памяти,Блок 16 буферной памяти служит дляопределения активного перехода с макси-,мальным приоритетом (с минимальным временем срабатывания соответствующегодатчика),Схема 15 сравнения формирует на выходе сигнал логической единицы в том случае, если содержимое блока 16 буфернойпамяти, коммутируемого коммутатором 18,меньше содержимого блока 17 буферной памяти.Блок 17 буферной памяти служит дляопределения кода смежного состояния, соответствующего активному переходу с максимальным приоритетом.Работа устройства происходит следующим образом см,фиг, 1).Функционирование блока 22 микропрограммного управления основано на потактовом формировании кода состоянияработы устройства, который хранится вовнутренней памяти данного блоха и определяет;сигналыуправления блоками 14,4,6, 16,17;коды следующих состояний, в которыепроисходит переход из данного состояния,При поступлении внешнего сигнала"Сброс" обнуляется содержимое счетчика 6и блоков 4, 13, 16, 17 буферной памяти, Поэтому же сигналу запускаются генератор 8тактовых импульсов и формирователь 12 кода реального времени, а также обеспечивается установка кода нулевого состояния вовнутренней памяти блока 22 микропрограммного управления,В ходе работы код состояния устройства определяет управляющие сигналыд 1 д 7, формируемые на выходах блока 22микропрограммного управления, Сигналых 1, х 2, хЗ, поступающие на информационные входы блока 22, определяют код следующего состояния устройства, переход вкоторое фиксируется по сигналу Ф 1 на синхроеходе.Сигналы х 1, х 2, хЗ, участвующие в формировании очередности состояния работыустройства, имеют следующий смысл;х 1 - срабатывание очередного опрашиваемого датчика;х 2 - найден активный переход с большим приоритетом;хЗ - конец списка смежных состояний.Система логических функций блока 22микропрограммного управления обусловливает функционирование устройства в соответствии с графом состояний, приведенным на фиг,2, Каждая вершина графа состояния (см фиг. 2) соответствует одному из девяти конкретных состояний. Внутри каждой вершины записан в десятичной форме код соответствующего состояния, Для каждой вершины также указаны управляющие сигналы д 1ж 7,. имеющие единичное эначение в данном состоянии.Каждая дуга указывает на вершину-состояние, в которое происходит переход иэ исходной вершины-состояния, Каждой дуге приписана логическая функция на множестве сигналов х 1, х 2, хЗ, истинность которой задает переход из исходной вершины-состояния в смежную, На фиг. 2 предполагается, что если дуге не приписана логическая функция, то она всегда истинна Состояние 0:"Начало", На выходах блока 22 присутствуют единичные сигналы Д 1, д 2. Это обеспечиваетзапись в блок 4 буферной памяти по переднему фронту сигнала Ф 2 содержимого задатчика 3 кода начального состояния. Ро сигналу Ф 1 происходит переход в состояние 1.Состояние 1: "Установка начала списка смежных состояний,На выходах блока 22 присутствует единичный сигнал дЗ, Это обеспечивает запись в счетчик 6 по переднему фронту Ф 2 содержимого ячейки блока 5 формирования адресов начал списков смежных состояний,адресом которой является код, хранимый в блоке 4 буферной памяти, По сигналу Ф 1 происходит переход в состояние 2. Состояние 2; "Анализ переходов". На выходах блока 22 отсутствуют единичные сигналы, поэтому никаких изменений в работе устройства не происходит. Если вданном состоянии х 1 =О, хЗ = 1, то по сигналу Ф 1 происходит переход в состояние 1, если х 1 = ХЗ = 1, то происходит переход в состояние 6, если х 1 = хЗ = О, то происходит переход в состояние 8, если же х 1 = 1, хЗ = О, то происходит переход в состояние 3, Состояние 3: "Установка очередного активного перехода с большим приоритетом".На выходах блока 22 присутствуют единичные сигналы д 4, д 5. Это обеспечивает запись по,переднему фронту Ф 2 в блок 16 буферной памяти кода момента времени срабатывания датчика, соответствующего активному переходу с большим приоритетом, который хранится в одном иэ блоков 13 буферной памяти группы. В блок 17 буферной памяти записывается код смежного со10 1797098 10 15 20 25 ЗО с 1 ояния, в которое ведет данный активный переход. По сигналу Ф 1 происходит переход в состояние 4.Состояние 4: "Установка следующего перехода".На выходах блока 22 присутствует единичный сигнал д 6. Это обеспечивает по переднему фронту Ф 2 увеличение содержимого счетчика 6 на единицу. Тем самым обеспечивается контроль перехода в следующее состояние из списка смежных состояний, По сигналу Ф 1 происходит переход в состояние 5.Состояние 5: "Анализ переходов", На выходах блока 22 отсутствуют единичные сигналы, поэтому никаких изменений в работе устройства не происходит. Если в данном состоянии х 1 = х 2 = 10, хЗ = О, то по сигналу Ф 1 происходит переход в состояние 3, если х 1 = хЗ = О или х 2 = хЗ = О, то происходит переход в состояние 7, если же х 1 = х 2 = хЗ = 1, то происходит переход в состояние 6,Состояние 6: "Установка активного перехода с наибольшим приоритетом".На выходах блока 22 присутствуют единичные сигналы д 4, дб, Это обеспечивает запись по переднему фронту Ф 2 в блок 16 буферной памяти кода момента времени срабатывания датчика, соответствующего очередному активному переходу с наибольшим приоритетом, который хранится в одном из блоков буферной памяти группы 13. В блок 17 буферной памяти записывается35 Формула изобретения Устройство для формирования кода текущего состояния критической ситуациитехнического объекта, содержащее группу датчиков, генератор тактовых импульсов, схему сравнения, задатчик кода начального состояния, даа коммутатора, первый блок буферной памяти, блок формирования адресов начала списков смежных состояний, счетчик, блок задания режима и блок микропрограммного управления, первый информационный вход которого соединен с выходом первого коммутатора, второй информационный вход - с выходом указания конца списка смежных состояний блока задания режима, синхровход- с первым выходом генератора тактовых импульсоа, вход сброса - с входом запуска генератора тактовых импульсов, входами сброса первого блока буферной памяти и счетчика и с вхокод смежного состояния, в которое ведет данный активный переход. По сигналу Ф 1 происходит переход в состояние 7.Состояние 7: "Коррекция текущего состоянияНа выходах блока 22 присутствуют единичные сигналы д 7 д 2. Это обеспечивает запись по переднему фронту Ф 2 содержи-. мого блока 17 буферной памяти в блок 4 буферной памяти, По сигналу Ф 1 происходит переход в состояние 1,Состояние 8: "Установка следующего перехода",На выходах блока 22 присутствует единичный сигнал д 6, Это обеспечивает по переднему фронту Ф 2 увеличение содержимого счетчика 6 на единицу. Тем самым обеспечивается контроль перехода в следующее состояние из списка смежных состояний По сигналу Ф 1 происходит переход в состояние 2,Технические преимущества предложенного устройства по сравнению с прототипом состоят в расширении функциональных воэможностей устройства эа счет возможности учета изменения приоритетов переходов объекта в смежные состояния,За счет укаэанных технических преимуществ повышается надежность информационного сопровождения оператора при управлении сложными техническими системами и тем самым увеличивается безопасность их функционирования. дом запуска устройства, первый выход - с первым управляющим входом второго коммутатора, второй выход - с входом управления записью первого блока буферной памяти, а выход счетчика подключен к информационному входу блока задания режима, связанном выходом выбора датчика с адресным входом первого коммутатора, группа информационных входов которого соединена с выходами датчиков группы, выход задатчика кода начального состояния подключен к первому информационному входу второго коммутатора, соединенного выходом с информационным входом первого блока буферной памяти, выход которого подключен выходу устройства и адресному входу блока формирования адресов начала списков смежных состояний, соединенного выходом с информационным входом счетчика, синхровход которого соединен с синх 1797 О 98 12ровходом первого блока буферной памяти и с вторым выходом генератора тактовых импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет возможности учета приоритетов переходов обьекта в смежные сосгояния, в устройство введены формирователь кода реального времени, две группы Формирователей импульса, группа элементов ИЛИ группа блоков буферной памяти, второй и третий блоки буферной памяти, третий коммутатор, адресный вход которого соединен с выходом выбора датчика блока . задания режима, подключенного группой информационных входов к выходам блоков буферной памяти группы, а выходом - к информационному входу второго блока буферной памяти и к первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом второо блока буферной памяти, а выход - с третьим информационным входом блока микропрограммного управления, третий выход которого подключен к входу разрешения установки счетчика, четвертый и пятый выходы . с входами управления записью соответственно третьего и второго блоков буферной памяти, шестой выход - со счетным входом счетчика, а седьмой выход- с вторым управляющим входом второго коммутатора, связанного вторым информационным входом с выходом третьего блока буферной памяти, информационный вход которого соединен с выходом кода смежного состояния блока задания режима, вход сброса - с входом сброса второго блока буферной памяти, с первыми входами элементов ИЛИ группы и с входом запуска устройства, а синхровход - с синхровходом второго блока буферной памяти и с вторым выходом генератора тактовых импульсов, выход каждого датчика группы через соот. ветствующий формирователь импульса первой группы подключен к входу управления записью соответствующего блока буферной памяти группы, а через соответствующий формирователь импульса второй группы - к второму входу соответствующего элемента ИЛИ группы, выход каждого из которых соединен с входом сброса соответствующего блока буферной памяти группы, информационный вход каждого из которых подключен к выходу формирователя кода реального времени, соединенного входом запуска с входом запуска устройства, причем каждый датчик выполнен в виде датчика состояния соответствующего узла технического объекта.1797098 оставитель Р.Ярцевехред М.Моргентал . рректор С.Лисина Редактор Г.Бельская Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Заказ 653 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5