Устройство для контроля датчиков дискретных сигналов

)з 6 19 16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ый всесоюзный центедовательский инстиматизацииА.Алания и Н.Д.Чкония ретных сигналов вхо 9. РЭ), -М,: МПСАС ССР ФЬ Фе К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДАТЧИКОВ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и.применяется для уплотнения и передачи информации от датчиков дискретных сигналов к устройствам обработки в сложных информационных и управляющйх цифровых вычислительных системах. Целью изобретения является повышение надежности и достоверности результатов контроля. Устройство содержит матрицу 1 коммутирующих уэлов 2 связи, расположенных на пересечении уп.- . равляющих 3 и информационных 4 шин, блок 5 опроса с входом 6, блок 7 приема1711215 информации с выходами 8 и 9, второй блок 10 приема информации с выходом 11, Для повышения надежности и достоверности в первый блок 7 приема информации введены блок диагностики состояния и элемент ИЛИ,Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и применяется для уплотнения и передачи информации от датчиков дискретных сигналов к устройствам обработки в сложных информационных и управляющих цифровых вычислительных систем ИУВС), и является усовершенствованием изобретения по основному авт.св, М 1354230.Известно устройство для контроля дат. чиков дискретных сигналов, содержащее матриЦу коммутирующих узлов связи, находящихся на пересечении информационных и управляющих шин, блок опроса и блок приема информации, входы и выходы которых являются соответственно входом и выходом устройства для сопряжения с ЭВМ.Недостатком устройства является малая достоверность ввода сигналов дискретных датчиков и невозможность резервирования для повышения достоверности и надежности контроля,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля дискретных сигналов.Устройство содержит матрицу коммутирующих узлов связи, находящихся на пересечении информационных и управляющих шин, блок опроса, выходы которого соединены с управляющими шинами матрицы, первый блок приема информации, входы которого соединены с информационными шинами матрицы, второй блок приема информации, входы которого соединены с управляющими шинами матрицы, а входы и выходы указанных блоков являются входом и выходом устройства"для связи с ЭВМ через интерфейс связи. Данное устройство обладает достаточной простотой, однако не позволяет обнаруживать отказы датчиков дискретных сигналов типа "залипание" или "окисление" контактов, обрыв или короткое замыкание в линиях связи с датчиком, отказ информационных приемных каналов устройства, Это не позволяет без специальных дополнительных мер применять данное устройство для построения высоконадежных систем контроля и управления. в коммутирующий узел 2 связи - три оптрона, а датчик дискретного сигнала выполнен в виде двухпозиционного датчика с замыкающимся и размыкающимся контактами. 1 табл., 8 ил,Целью изобретения является повышение надежности и достоверности контроля дискретных сигналов.Для достижения поставленной цели в 5 устройстве для контроля датчиков дискретных сигналов по авт,св. М 1354230 первый блок приема информации содержит элемент индикации, группу ключей, элемент ИЛИ и группу узлов диагностики состояния 10 датчиков, четыре входа каждого из которыхсоединены с выходом соответствующих ключей группы блока, а выходы - с входами элемента ИЛИ, выход которого связан с входом элемента индикации и выходом блока, 15 выходы и информационные входы ключейгруппы соединены соответственно с группой выходов и информационными входами блока, выход первого блока приема информации является соответствующим выхо дом устройства, каждый коммутирующийузел связи включает четыре оптрона, первые выводы светодиодов которых через ограничивающие резисторы соединены с управляющим входом узла, вторые выводы 25 светодиодов первого и второго оптронов через первый разделяющий диод и замыкающий контакт контролируемого датчика связи с шиной питания, вторые выводы светодиодов третьего и четвертого оптронов 30 через второй разделяющий диод и размыкающий контакт контролируемого датчика и подключены к шине питания, первые и вторые выводы фотоприемников всех оптронов соединены соответственно, с шиной 35 нулевого потенциала и с информационнымивыходами узла, причем каждый узел диагностики состояния датчиков включает шесть элементов И, два элемента ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ и элемент индикации, вход ко торого соединен с выходом узла и выходомэлемента ИЛИ, входы которого связаны с выходом элементов ИЛИ - НЕ и пятого и шестого элементов И, первые входы пятого и шестого элементов И и входы первого элемента ИЛИ НЕ подключены соответственно к выходампервого и второго элементов И, вторые входы пятого и шестого элементов И и входы второго. элемента ИЛИ-НЕ соединены соответственно с выходами третьего и чет вертого элементов И, прямые входы первогои инвертирующие входы второго элементов И связаны с первым и вторым входами узла, прямые входы третьего и инвертирующие входы четвертого элементов подключены к третьему и четвертому входам узла, 5На фиг. 1 представлено устройство; на фиг. 2 - функциональная схема блока приема информации; на фиг. 3 - схема транзи- сторного ключа блока приема информации; на фиг,4 - схема коммутирующего узла свя зи; на фиг. 5 - функциональная схема блока диагностики; на фиг; 6 - схема блока опроса; на фиг, 7 - схема второго блока приема информации; на фиг. 8 - пример сопряжения устройства через интерфейс "ИУС" с 15 микропроцессором.Устройство содержит матрицу 1 коммутирующих узлов 2 связи, управляющие 3 и информационные 4 шины, блок 5 опроса с входами 6, блок 7 приема информации а 20 выходами 8 и 9, второй блок 10 приема информации с выходами 11.Блок 7 приема информации (фиг. 2) содержит ключи 12, блоки 13 диагностики состояния (датчиков), элемент ИЛИ 14 с 25 элементом 15 индикации.Ключ 12 (фиг. 3) содержит транзисторный ключ 16 с элементом 17 индикации,Коммутирующий узел 2 связи (фиг, 4) содержитоптрон 18-21, элемент 22 индика ции, разделительные диоды 23 и резисторы24, разомкнутый 25-1 и замкнутый 25-2 контакты датчика 25 дискретного сигнала.Блок 13 диагностики состояния (фиг, 5) содержит первый 26, второй 27, третий 28 и 35 четвертый 29, пятый 30 и шестой 31 элементы И, первый 32 и второй 33 элементы ИЛИНЕ, элемент ИЛИ 34 и элементы 35-39 индикации.Блок 5 опроса (фиг. 6) содержит ключи 40 40, содержащие транзисторный ключ 41, в цепь которых включены оптронная пара 12 и тумблер 43. Выход каждого оптрона 42 является соответствующим выходом блока и соединен с управляющей шиной 3, а 45 вход ключа 40 соединен с входом блока 5и является соответствующим входом устройства.Вход блока 5 служит для подключения . при необходимости) устройства управ ления и логической обработки сигналов дискретных датчиков, например, микро- процессораа. В соответствии с позиционным кодом на входах блок 5 обеспечивает выбор соответствующей группы датчиков дискрет ных сигналов. Автономный опрос группы датчиков осуществляется включением тумблера 43 соответствующего ключа 40.Второй- блок 10 приема информации (фиг, 7) содержит ключи 12 с оптронами 45. Входом оптрона 45 являются соответственно входы блока 10, соединенные с управляющими шинами 3, выходы ключей 12 являются вТорым информационным выходом устройства. Блок 10 функционально предназначен для приема, индикации и передачи кода. состояния адреса, выбранный для опроса 1-й группы датчиков дискретных сигналов, на выходы 11 устройства.Блок 7 приема информации функционально обеспечивает прием. индикацию и передачу кода состояния датчиков дискретных сигналов на выходы 8 устройства с признаком недостоверности на выходе 9, который вырабатывается блоками 13 диагностики в случае каких-либо нарушений в работе устройства.Исходный код состояния датчиков 25 дискретных сигналов может быть прочитан, например, на элементах 17 индикации всех первых ключей 12 каждой 1-й группы блока 7 и на элементе 22 узла 2 связи фиг. 4), При этом замкнутое положение контакта соответствует логической "1" на выходе соответ-. ствующего ключа 12. Остальные три информационных выхода каждой 1-й группы ключей блока 7 служат для получения дополнительной информации, необходимой. для анализа достоверности принимаемого кода. и диагностики элементов устройства,В случае нарушений в каком-либо информационном канале устройства на выходе 9 вырабатывается обобщенный сигнал недостоверности Х 14, чтоотражается соответствующим состоянием элемента 15 индикации блока 7, а на выходе элемента 34, соответствующего 1-го канала - сигнал недостоверности канала, что отражается соответствующим состоянием элемента 39 индикации с детализацией результатов диагностики нарушений на элементах 35-38 индикации.Анализ кода на достоверность и сигнал недостоверности Х 14 формируется согласно следующей системы логических выражений в ДНФ:ПХ 14=Ч ХЫЧХЬЧХЫЧХЬЧХ 1 ОЧХЫ1=1Х 26 = Х 1-1Х 1-2;Х 27 = Х 1 - 1 8 Х 1-2,Х 28 = Х 1-3 8 с Х 1-4О)Х 29 = Х 1-3 8 Х 1-4,Х 30= Х 26 8 Х 28;Х 31 = Х 27 8 В Х 29,где Х к - значение логического сигнала навыходе К-го блока элемента);Х - ) - логическое значение сигнала на)-м 9 = 1-4) информационном входе блокакаждой 1-й ( = 1 - и) группы,Ниже приведена таблица состояний логических сигналов на входах и выходах элементов блоков 14 и 13 при различных типахнарушений.Для работы устройства в состав ИУВС(под управлением микропроцессора) входы6 и.выходы 8,9 и 11 устройства должны бытьсоединены через интерфейс связи с микропроцессором.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии при отсутствиисигналов, соответствующих логической "1",на входах 6 блока 5 ключи 40 блока закрыты,а ключи 12 блоков 7 и 10 открыты. Принеобходимости контроля какой-либо, например первой, группы датчиков дискретных сигналов, подают на соответствующий(в случае автономного управления устройством) включают тумблер.43 первого ключа 40блока 5. Ключ 41 открывается и, возбудивоптрон 42, открывает его. Первая группакоммутирующих узлов 2 переходит в открытое состояние. Одновременно с этим оптрон45 соответствующего (первого) клкча 44второго блока 10 приема информации возбудится и. переведет соответствующийключ 12 в закрытое состояние. На первом.выходе блока 10 появляется сигнал, соотлветствующий логической "1", что говорит обопросе первой группы датчиков дискретныхсигналов. Это состояние отражается элементом индикации ключа 12 блока. В соответствии с выбором первой группыкоммутирующих узлов 2 связи на выходе 8блока 7 установятся логические сигналы "1"или ."0", определяемые током фотоприемников оптронов в соответствии с. замкнутымили разомкнутым состоянием контактовдатчиков 25 дискретных сигналов, о чем. свидетельствует соответствующее состояние элементов 17 индикации на соответствующих ключах 12 блока 7. Одновременнона выходах 9 блока 7 по результатам анализа блоком 13 диагностики состояниявходного кода в соответствии с(1) сформируется зНачение сигнала Х 14 (истинности),полученного на выходах 8. Если принятыйкод недостоверен, то элементы 15 и 39индикации соответствующего блока 13возбудятся, указывая на отказавший канал, а элементы 35-38 индикации соответствующего блока 13 будут отражатьпричину недостоверности. Так, элемент 35возбудится в случае обрыва линии связи(или окисления контактов датчика 25), эле- .мент 38 - в случае короткого замыкания; а элементы 36 и 37 - в случае отказа соответствующих оптронов.5 Такий образом, за счетизменения кон.- струкции коммутирующего узла связи и блока приема информации; введения блока диагностики и новых связей в предлагаемом устройстве обеспечивается по сравнению с 10 известным повышение надежности идостоверности контроля датчиков дискретных сигналов,Формула изобретения 15 Устройство для контроля датчиков дискретных сигналов по авт.св. СССР В 1354230, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства и достоверности результатов контроля, первый 20 блок приема информации. содержит элемент индикаций, группу ключей, элемент ИЛИ,и группу узлов диагностики состояния .датчиков; четыре входа каждого из,которых соединены с выходами соответствующих 25 ключей группы блока, а выходы - с входамиэлемента ИЛИ, выход которого связан с входом элемента индикации и выходом блока, выходы и информационные входы ключей группы соединены соответственно 30 с группой выходов и информационнымивходами блока, выход первого блока приема информации является соответствующим выходом устройства, каждый .коммутирующий узел. связи включает четы ре оптрона, первые выводы светодиодов которых через .ограничивающие резисторы соединены с управляющим входом узла, вторые выводы светодиодов первого и второго оптронов через первый разделяющий 40 диод и замыкающий контакт контролируе-.мого датчика связан.с шиной питания, вторые выводы светодиодов третьего и четвертого оптронов через второй разделяющий диод и размыкающий контакт кон тролируемого датчика подключены к шинепитания, первые и вторые выводы фотоприемников всех. оптронов. соединены соответ-.ственно с шиной нулевого потенциала и с информационными выходами узла, при чем каждый узел диагностики состояниядатчиков включает шесть элементов И, два элемента ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ и элемент индикации, вход которого соединен с выходом узла и выходом элемента ИЛИ, 55 входы которого связаны с выходом элементов ИЛИ-НЕ и пятого и шестого эле- .ментов И, первые входы пятого и шестого элементов И и входы первого элемента ИЛИ-НЕ подключены соответственно с выходом первого и второго элементов И, вто1711215 9, . 10рые входы пятого и шестого элементов:Ии ментов И связаны с первым и вторым входа- входы второго элемента ИЛИ-НЕсоедийе- ми узла, прямые входы третьего и-инвертины соответственно с выходами третьего;и рующие входы четвертога элементов И четвертого элементов И, прямые входы пер- . подключены к третьему и четвертому ахового.и инвертирующие "входы второго эле-. дам.узла,1711215 Составитель Э. Зма Техред М.Моргентал М. Янк Реда кт ектор О. Кундрик изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 / акаэ 343Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., 4/5