Устройство для программного управления технологическими процессами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ац 4 сО БРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1038944, кл. С 06 Г 3/04, 1984.Патент США У 4176401,л, Н 03 К 3/42, 1983.(5 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГОУП ЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРО 4)РАВ ЦЕС(57) Изобретение относится к автоматическим системам управления технологическими процессами и может бытьиспользовано при построении унифиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ И, Я 012821 цированных комплексов техническихсредств комплектования АСУТП различного назначения. Цель изобретенияповышение надежности и быстродействия устройства. Цель изобретения достигается путем оргаризации двухдополнительных трактов передачи информации, что позволяет исключитьиз маршрута прохождения информациикаждый второй ретранслятор, тем самым уменьшить в два раза количесфгвоэлементов, в которых происходит задержка информации, а также в случаеобнаружения неисправности в какомлибо тракте автоматически перейтина работу по другому тракту на соответствующем участке, т.е. изменлтьмаршрут прохождения информации1 зеп(ф лы 3 ил1282161 2, Изобретение относится к автоматическим системам управления технологическими процессами и может бытьиспользовано при построении унифицированных комплексов техническихсредств для комплектования АСУТП различного назначения.Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия устройстваНа фиг, 1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2 -функциональная схема ретранслятора;на фиг, 3 - блок-схема алгоритмафукнционирования устройства,Устройство содержит центральнуюстанцию (ПС) 1, в состав которойвходят цифровая вычислительная маЪшина (ЦВМ) 2, передатчик 3 и приемник 4, и блоки связи с объектом (БСО)5, каждый из которых содержит ретранслятор 6 и ЦВМ БСО 7, а такжерезервный, нечетный и четный цепочечный тракты 8- 10 передачи соответственно, шины установки 11 и прерывания 12,Ретранслятор 6 содержит элементНЕ, 13, переключатель 14, первый ивторой элементы И 15 и 16, КБ-триггер 17, элемент 2 И-ИЖ 1 18, второй ипервый элементы ИЛИ 19 и 20, шину21 общего сброса, входной усилитель22, регистр 23, блок 24 контроля,линию 25 задержки, КЯ-триггер 26,мультиплексор 27, выходной усилительи узлы резервного тракта: входнойусилитель 29, регистр 30, блок 31контроля, элемент 32 задержки, КЯтриггер 33, мультиплексор 34, выходной усилитель 35.Устройство работает следующим образом,Обмен информацией между ЦС 1 иБСО 5 производится массивами. В первом слове массива передается адрес(номер) БСО 5, которому адресуетсяданная информация вместе с признаком передачи адреса в каждом слове,и имеются контрольные разряды. Кроме того, по отдельной линии вместес каждым словом передается стробирующий сигнал-строб. Перед тем, какпередать информацию в конкретное КБСО 5, ЦВМ 2 устанавливает на шине11 установки сигнал логического "0"(если К нечетное число) или логичес"кой "1" (если К четное число), ЕслиБСО 5 имеет четный порядковый номер,считая от ЦС 1, на шине 11 установки устанавливается логическая "1"на весь период передачи массива. Приэтом ретрансляторы 6 всех четныхБСО 5 устанавливаются таким образом,что информация, поступившая на ихосновной вход по четному тракту 10передачи, транслируется далее в следующее звено тракта 10, а также вследующее звено резервного тракта 8.А ретрансляторы 6 всех нечетныхобнаружена эта неисправность не пропускает полученную информацию в следующие звенья трактов 8 и 10, а дожидается поступления этой информации по резервному тракту 8, которая в предыдущем (нечетном) ретрансляторе 6 задержана на время его работы. Поступившая информация также проверяется по контрольным разрядам и подается в следующие звенья чет ного и резервного трактов 10 и 8 (если информация по резервному тракту 8 пришла без ошибок).Рассматривают варианты, когда в К-й ретранслятор 6 приходит информа ция с ошибкой и по основному четному тракту 10 и по резервному тракту 8. Причиной этого может быть неисправность линий передачи обоих трактов 8 и 10 в звеньях, непосред ственно примыкающих к входам К-го ретранслятора 6 (или неисправность входных и(или) выходных цепей К-го ретранслятора 6).В этом случае К-й ретранслятор 6, обнаружив ошибку по основному четному тракту 10, переключится на прием информации от резервного тракта 8, по которому также приходит информация с искажением, К-й ретрансля тор 6 пропускает эту искаженную информацию дальше на вход (К+1)-го ретранслятора 6, (К+1)-й ретранслятор 6 обнаруживает неисправность информации, поступившей по резервному тракту 8, и переключается на прием информации от основного нечетноготракта 9. По нечетному тракту 9 должна поступить неискаженная информация от (К)-го ретранслятора 6, так 40 как рассматривается случай неисправности на входах К-го ретранслятора 6 (или внутри него), а (К)-й ретранслятор 6 передает в звенотракта 9 информацию со своего резервного вхо да. Таким образом, (К+1)-й ретранслятор настраивается на передачу информации со своего основного входа (тракта 9) в последующие звенья трактов 8 и 9, При этом (К+2)-й ретранс лятор, обнаружив ошибку в информации, поступившей к нему по четному тракту 10, перестроится на трансляцию от резервного входа. Все последующие ретрансляторы 6 работают как и раньше.Таким образом, в этом случае неисправный К-й ретранслятор 6 (или неисправные звенья трактов 8 и 10821614па входе этого ретранслятора) заменяется звеном нечетного тракта 9,расположенным между (К)-м и (К+ 1)-мретрансляторами 6, (К+1)-й и (К+2)-йретрансляторы 6 соответствующим образом перестраиваются. При этом можно повторить передачу информациии работать далее с измененным маршрутом ее прохождения.В другом случае, характеризующемобщую неисправность К-го ретранслятора 6, информация искажается наобоих выходах последнего. При этом(К+2)-й ретранслятор 6 обнаруживаетошибку по четному тракту 1 О и переключается на прием от резервноготракта 8, (К+1)-й ретранслятор 6также обнаруживает неисправностьв звене резервного тракта 8, пере-,ключается на прием неискаженной информации по нечетному тракту 9 итранслирует ее в последующие звеньятрактов. (К+2)-й ретранслятор принимает по резервному тракту 8 неискаженную информацию.Таким образом, неисправный К-йретранслятор 6 огибается звеном нечетного тракта 9 с соответ:твующейперестройкой (К+1)-го и (К+2)-горетрансляторов. При этом воэмо,кнадальнейшая передача информации поизменившемуся маршруту.При выходе иэ строя одного иэретрансляторов 6 он автоматическиисключается иэ цепи передачи, однакосвязь между ЦС 1 и другими БСО 5 остается. В любом случае при появлениинеисправной (искаженной) информацииретрансляторы 6 помещают на шину 12прерывания сигнал аварии, которыйвоспринимается в ЦС 1. При этом ЦВМ 2может произвести тестирование линиис целью локализации неисправности.Аналогично происходит работа устройства в случае, когда адрессатом является нечетный БСО 5, с той лишьразницей, что сигнал инициализациипримет противоположное значение, информация распространяется по основному нечетному тракту 9, а неисправная нечетная БСО 5 исключается изсистемы связи с помощью соответствующих звеньев четного и резервноготрактов 10 и 8. При необходимости получить информацию от БСО 5 ЦС 1 передает соответствующую БСО 5 командуна выдачу информации и подготавливается к приему. Информация от ЦВМБСО 7 поступает в ретранслятор 6 вмес 5 128 те со стробом сопровождения и с сигналом управления и передается ретранслятором 6 аналогично описанному по резервному и одному из основных трактов 8 и 9 (10). Последние звенья трактов 8- 10 передачи соединены с входами приемника 4, который включает в себя устройство, аналогичное ретранслятору 6, и узел коммутации каналов на входе. Приемник 4 воспринимает информацию, поступившую по одному иэ основных трактов (четному 10 или нечетному 9), и транслирует ее в ЦВМ 2. Выбор тракта определяется сигналом, установленным на шине 11 установки.,В случае обнаружения ошибки в информации, поступившей по осгговному тракту 9(10), к входу ЦВМ 2 подключен резервный тракт 8. В случае неисправности в обоих трактах 8 и 9(10 информация к ЦВМ 2 поступает из тракта 10(9), Все операции по контролю информации и изменению маршрута ее прохождения осуществляются в ретрансляторе 6 (фиг, 2),Ретранслятор 6 работает следующим образом.При обращении ЦВМ к четному БСО 5 на шине 11 установки устанавливается сигнал логической "1". Он поступает через элемент НЕ 13 на контакты переключателя 14, на другие контакты которого поступает неинвертированный сигнал инициализации. Переключатель 14 устанавливается н одно из двух положений в зависимости от того ггетным или нечетным является данный ретранслятор Ь. На фиг. 2 показапо положениепереключателя 14 для всех четныхретрансляторов 6. При этом логическая "1" через схему И 15 поступаетна один из Я-входов триггера 17 иустанавливает его в единичное состояние (триггеры 26 и 33 .устанавливаются в "0" по шине 21 общего сбросаот ЦС 1 или от ЦВМ БСО 7), поэтомуна вторых входах схем И . 15 и 16,присутствуют разрешающие потенциалы.На другом входе триггера 17 установлен сигнал логического 0 с прямоговыхода триггера 33, а на й-входьг сигналы логического "0" поступают с выхода элемента НЕ 13 через переключатель 14 и схему И 16, а также с прямого выхода триггера 26Таким обра"эом, на триггер 1 активно воздействует только сигнал логической 1 на2161 6 45 выходные звенья обоих трактов 10 и8, а также на входы ЦВМ БСО 7.Если блок 24 контроля обнаружилошибку в поступившем информационномслове, на его выходе появляется им ггульс, под воздействием котороготриггер 26 устанавливается в единичное состояние. Сигнал с его инверсного выхода заблокирует прохождениелогической "1" через схему И 15 на 55 вход триггера 17, а единичный сигнал с прямого выхода триггера 26 устанавливает по Е-входу триггер 17в нулевое состояние, а также устанавливается на К-входе триггера 33 для 10 15 20 25 30 35 40 его первом Б-входе, Единичный сигналс прямого выхода триггера 1 открывает первые каналы в мультиплексорах27 и 34 для прохождения информациив следующие звенья четного и резервного трактов 10 и 8 и на вход ЦВМБСО 7, от входного звена основного(четного) тракта 10. Информация, содержащая собственно информационноеслово и сопровождающий строб, поступает по четному тракту 10 черезвходной усилитель 22 на вход регистра 23, куда записывается под воздействием строба. С выхода регистра23 информационное слово поступаетчерез открытые каналы мультиплексора 27 и 34 и через выходные усилители 28 и 35 - в следующие звеньячетного и резервного трактов 10 и 8.Кроме того, информационное словопоступает и на входы блока 24 контроля, где оно проверяется с помощьюприсутствующих в слове контрольныхразрядов. Выход сигнала неисправности с блока 24 контроля стробируетсязадержанным стробом, поступающим вблок 24 со среднего выхода линии 25задержки. Если ошибки в информационном слове не обнаружено, то на выходе блока 24 постоянно установленлогический 0, не воздействующийна состояние триггера 26. При этомстроб, задержанный на полное времязадержки линии 25 задержки, с ее второго выхода проходит через открытуюсхему 2 И-ИЛИ 18, схему ИЛИ 19 и выходные усилители 28 и 35 в следуюпгие звенья обоих трактов 10 и 8,а также поступает в ЦВМ БСО 7 каксопровождающий сигнал. Таким образом, информационное слово вместе ссопровождающим стробом в случае отсутствия ошибок транслируется свходного звена четного тракта 10 в712821 его пост оя ни ого удержа ния в нулевом состоянии. Сигнал логического "0" с прямого выхода триггера 17 запрещает прохождение задержанного строба с второго выхода линии 25 задержки через схему 18, а сигнал с инверсного выхода триггера 17 открывает вторые каналы мультиплексоров 27 и 34 для прохождения информации на выходы ретранслятора 6 от входного 10 звена резервного тракта 8. Кроме того, единичный сигнал ошибки с прямого выхода триггера 26 через схему ИЛИ 20 поступает на шину 12 прерывания системы. В таком режиме информация, поступившая по звену основного тракта 10, не пропускается на выхо" ды ретранслятора 6. Последний транслирует только ту информацию, которая поступает по звену резервного трак та 8, Прохождение информации происходит аналогично изложенному с той лишь разницей, что при зафиксированной ошибке основного тракта 10 (т.е, единичном состоянии триггера 26)25 на К-входе триггера 33 постоянно присутствует сигнал логической "1", который удерживает этот триггер 33 в нулевом состоянии. Поэтому при обнаружении ошибки в блоке 31 контроля импульс с его вьжода не устанавливает триггер 33 в единичное состояние. Значит не происходит смена состояния триггера 17 и информация с резервного входа (тракта) 8 даже 35 при наличии ошибки транслируется на выходы ретранслятора 6.Аналогичным образом работает ретранслятор 6 в случае, если он находится в нечетном БСО 5 (т.е. поло жение переключателя 14 на фиг. 2 нижнее) и основной путь передачи информации в систему проходит по нечетным ретрансляторам 6 (т.е. сигнал инициализации на шине 11 установлен 45 ,логическим "0". Если ретранслятор 6 не входит в основной маршрут передачи (ретранслятор 6 имеет четный номер сигналом инициализации на шине 11 является логический "0"), 50 триггер 17 под воздействием прямого и инвертированного. сигналов инициализации устанавливается в нулевое состояние. При этом информация на выходы ретрансляторов проходит от 55 резервного входа (тракта 8). Работа ретранслятора 6 в этом случае аналогична описанному, с той лишь раз 61 8ницей, что до появления ошибки в последующие звенья трактов транслируется информация от входного резервного звена тракта 8. А при обнаружении ошибки ретранслятора 6 переходит к трансляции информации от основного входа (звена тракта 10).Идентично работает нечетный ретранслятор 6 при четном основном маршруте прохождения информации в системе (т.е. на шине 11 установки установлена логическая "1"). Если ЦС 1 дает команду в К-е БСО 5 на выдачу какой-либо информации, соответствующая ЦВМ БСО 7 выставляет на входы мультиплексоров 27 и 34 сигнал, закрывающий каналы передачи от входных трактов 8 и 9(10) и открывающий третий канал для прохождения информации от ЦВМ БСО 7 на выходы ретрансляторов 6. ЦВМ БСО 7 по шине данных выдает свою информацию для ЦС 1 вместе с сопровождающим стробом, который с отдельного выхода ЦВМ БСО 7 проходит через схему ИЛИ 19 на входы выходных усилителей 28 и 35. РФормула изобретения 1. Устройство для программногоуправления технологическими процессами, содержащее цифровую вычислительную машину, передатчик и приемник и п-ретрансляторов и электронно-вычислительньж машин, причем информационные входы (выходы цифровойвычислительной машины соединены спервыми информационными входами) выходами приемника и передатчика, установочный и информационный выходэлектронно-вычислительной машины подключены соответственно к установочному и первому установочному вьг ходам и к первому установочному и информационному входам соответствующего ретранслятора, подключенного вторым установочным входом к установочному вьжоду электронно-вычислительной машины, причем второй информационный вход каждого ретранслятора за исключением первого подключен к второму информационному выходу предыдущего ретранслятора, а второй информационный вход первого ретранслятора подключен к первому информационному выходу передатчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сцелью повышения надежности и быстродействия, в него введены шина сброса и шина прерывания, третий информационный вход каждого четного ретранслятора, за исключением первого четного, соединен с третьим информационным выходом предыдущего четного ретранслятора, третий информационный вход каждого нечетного ретранслятора, за исключением первого нечетного, соединен с третьим информационным выходом предыдущего нечетного ретранслятора, причем третий информационный вход первого ретранслятора соединен с вторым информационным выходом передатчика, а третий информационный вход первого нечетногоЪ ретранслятора подключен к третьему информационному выходу передатчика, причем второй и третий информационные выходы последнего и третий информационный выход предпоследнего ретрансляторов подключены соответственно к первому, второму и третьему информационным входам приемника, подключенного установочным входом с установочным выходом цифровой вычислительной машины и с шиной сброса, соединенной с установочными входами всех ретрансляторов, выходы прерывания которых подключены через шину прерывания к входу прерывания цифровой вычислительной машины, соединенной выходом сброса с входами сброса всех ретрансляторов.2. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый ретранслятор содержит два входных и два выходных усилителя, два регистра, два элемента задержки, два блока контроля, три триггера, элемент НЕ, сдвоенный переключатель, два элемента И, два элемента ИЛИ, элемент 2 И-ИЛИ и два мультиплексора, причем вход первого входного усилителя соединен с третьим информационным входом ретранслятора, первый выход первого входного усилителя соединен с информационным входом первого регистра, подключенного управляющим входом к второму выходу первого входного усилителя и к входу первого элемента задержки, соединенного первым выходом со стробирующим входом первого блока контроля, подключенного информационным входом к выходу первого регистра и к пер- Гвым информационным входам первого и второго мультиплексоров, а якходблока контроля соединен с Б-входом первого триггера, первый Н- вход которого связан с первым Е-входом второго триггера и с входом сброса ретранслятора, вход второго входного усилителя соединен с вторым информационным входом ретранслятора, первый выход второго входного усилителя соединен с информационным входомвторого регистра, управляющий входкоторого соединен с вторым выходомвторого входного усилителя и с входом второго элемента задержки, соединенного первым выходом с стробирующим входом второго блока контроля, подключенного информационнымвходом к выходу второго регистраи к второму информационному входупервого и второго мультиплексоров, 20а выход второго блока контроля - сЯ-входом второго триггера, прямойвыход первого триггера соединен свторым К-входом второго и первымК-входом третьего триггеров и с первым входом первого элемента ИЛИ,соединенного с выходом прерыванияретранслятора, а вторым входом - сйрямым выходом второго триггера,с вторым Е-входом первого триггераи с первым Я-входом третьего триггера, подключенного вторым Я-входомк выходу первого элемента И, соединенного первым входом с инверснымвыходом первого триггера, а вторымвходом - с первым выходом сдвоен-ного переключателя, соединенногопервым входом через элемент НЕ с установочным входом ретранслятора ис вторым входом переключателя, соединенного вторым выходом с первымвходом второго элемента И, подключенного вторым входом к инверсному 45выходу второго триггера, а выходом -с вторым К-входом третьего триггера,подключенного прямым выходом первымуправляющими входами первого и второго мультиплексоров, и с первым 50входом элемента 2 И-ИЛИ, соединенного вторым входом с вторым выходомпервого элемента задержки, третьимвходом - с вторым выходом второгоэлемента задержки, четвертым входом - с инверсным выходом третьеготриггера и с вторым управляющимивходами первого и второго мультиплексоров, подключенных третьими управляющими входами к второму установоч 11 12821 ному входу ретранслятора, а выходом -к установочному выходу ретранслятора и к первому входу второго элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к первому установочному входу ретранслятора, а выходом - к первым входам первого и второго выходных усилителей, подключенных выходами соответственно с третьим и вторым информа 12ционными выходами ретранслятора, авторыми входами - с соответствующими выходами первого и второго мультиплексоров, подключенные третьимиинформационными входами к первомуинформационному входу ретранслятора,подключенного первым информационнымвыходом к выходу второго мультиплексора,1282161 Начало йорниродание согналаСорос орниро иниеи ыдодконондю Одсдийс оси Оыполнение родичей прогрчои Операции с анныны ринотиере инотиереисиропреда и кироэапросеб Р ик ииот У Определение А ноле о УСОда УСтано к д четный РСОО д Нст Устонобкц РСОО дО"Устано каРСОА ЮУ" и о адрссас резкоолоФсс опрос а нььаьноиии СР НетОьарлио акис КО- локЬ переоео к пддпрогралне дыдода инфорлоаи орлиро акисбризооокфо ььо ласси аигрии сориаон ик иии ьчнир акое риуноко конаеьоо ананда риьДа онтрОль проом" деьоколондьи пе. реооа трал 7 РИ ПЕРЕ Не ан оооннее Iфоннытесюинее кто иДюейе ьисьььеоба ььас Составитель О.Грабовскийедактор Н.Рогулич Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо Заказ 7269/4 Тираж 670 ВНИИПИ Государственного .к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рау4 5 ская наб,дприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 оизводственно-полиграфическое сьсррп НЕ оросььр- Сии от Подписноеитета СССРткрьггий