Устройство для управления процессом передачи сигналов управления в иерархической автоматизированной системе управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19) ОИ 7 9 4 С 05 В 19/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ омиче овыш ре- рой ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Патент США 9 4301515,кл. С 05 В 23/02, 1981.Авторское свидетельствоР 1295369, кл. С 05 В 18/18С 06 Р 15/46, 1987. Изобретение относится к автоматизированным системам управления, в частности к системам для управления объектами различных уровней иерархии в сложной АСУ,Цель изобретения - п ение надежности функционирования устройства за счет исключения возможности несанкционированных действий.На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - схема формирователя временных сигналов; на фиг.3 - схема первого блока отображения информации; на фиг. 4 - схема селекто,ра; на фиг, 5 - схема второго блока ,отображения информации.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯВ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙСИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к автоматизированным системам управления, вчастности к системам управления объектами различных уровней иерархии всложных АСУ, Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет исключения воэможности несанкционированных действий. Вустройство введены элемент задержки,шифратор, блок памяти, четвертый ипятый регистры, компаратор, третьягруппа элементов ИЛИ, третий элементИЛИ и четвертый триггер, связи междукоторыми. позволяют исключить несанкционированные действия обслуживающего персонала, 5 ил. Устройство содержит первую группу регистров 1-3, генератор 4 импульсов, первую 5, вторую 6, третью 7, четвертую 8 и пятую 9 группы элементов И, первый 10, второй 11 и третий 12 регистры, первый 13, второй 14, третий 15, четвертый 16 и пятый 17 дешифраторы, первый 18, второй 19 и третий 20 триггеры, первый 21 и второй 22 элементы И, первый 23 и второй 24 элементы ИЛИ, первую 25 и вторую 26 группы элементов ИЛИ, счетчик 27, делитель 28 частоты, первую 29 и вторую 30 группы триггеров, усилитель 31, формирователь 32 в менных сигналов, первый 33 и вто34 блоки отображения, группу селекторов 35, элемент 36 задержки, шифратор 37, блок 38 памяти, четвертый 39 и пятый 40 регистры, компаратор 41, третью группу элементов ИЛИ 42, третий элемент ИЛИ 43, четвертьй триггер 44, первую 45 и вторую 46 группы информационных входов, первый 47 . управляющий вход, третью 48 группу информационных входов, второй 49 управляющий вход, четвертую 50, йятую51 и шестую 52 группы информационныхвходов и группу информационных выходов 53, 15Формирователь 32 временных сигналов включает в себя группу триггеров54, триггер 55, первую 56 и вторую57 группы элементов И, группу 58 счетчиков, первый счетчик 59, группу 60 20элементов ИЛИ, группу 61 элементовНЕ, дешифратор 62 и второй счетчик 63,Первый блок 33 отображения информации состоит из индикатора 64, группы триггеров 65, группы элементов 66 25задержки, группы 67 элементов И игруппы дифференцирующих элементов 68.Селектор 35 содержит первую 69 ивторую 70 группы элементов И, группу71 инверторов и группу 72 усилителей, 30Второй блок 34 отображения информа, ции образуют четыре группы 73 тригге, ров, четыре группы 74 дифференцирующих элементов, четыре группы 75 элементов задержки и индикатор 76.35. Работа устройства рассматриваетсясовместно с аналогичными устройствами всех объектов управления многоуров/невой автоматизированной системы управления. Работа объектов управления 40строго синхронизирована и к заданномумоменту времени все узлы и элементыус=ройства установлены в исходноесостояние.Для исключения случаев несанкционированных действий триггер 44 должен находиться в нулевом состоянии,низким потенциалом с его прямого выхода закрыты группа элементов И 8 иэлемент И 21, в результате блокируется возможность выдачи сигналов управления с выходов 53.Блокировка указанных цепей снимается путем установки триггера 4 в единичное состояние в соответствии салгоритмом функционирования системы,Сигнал управления в виде импульсазапуска с входа 49 устройства поступает на установочный вход триггера 18, устанавливая его в единичное состояние, этот же импульс поступает через соответствующие элементы ИЛИ 26 на возвратные входы триггеров 30.Кроме того, этот же импульс поступает на возвратный вход триггера 20, а также через соответствующие элементы ИЛИ 60 на нулевые входы триггеров 54 и на нулевой вход триггера 55 формирователя 32 временных сигналов, устанавливая (подтверждая) указанные элементы в исходное состояние.Высоким потенциалом с прямого выхода триггера 18 открываются элементы И 8 группы, а очередным импульсом делителя частоты 28 содержимое регистра 12, представляющее собой код сообщения "Объект Уявляется управляющим", через элементы группы ИЛИ 25 и усилитель 31 выдается на выход 53 устройства, в каналы связи для передачи всем остальным объектам управления системы.Переданное сообщение поступает на группу входов 45 устройства на всех объектах управления системы,.С входа 45 данное сообщение записывается в регистр 10, Код номера управляющего объекта, входящий в код сообщения, расшифровывается в дешифраторе 13, который на одном из своих выходов, соответствующем номеру управляющего объекта, Формирует высокий потенциал а Код вида сообщения (в данном слу" чае это сообщение вида "Объект У является управляющим") расшифровывается в дешифраторе 15, на одном из выходов которого, соответствующем виду сообщения, формируется высокий потенциал. Эти потенциалы поступают на соответствующие входы блока 3 отображения информации, открывая соответствующие элементы И 67. Импульсом с делителя частоты 28, поступающим на вход 33.3 блока 33 и через элементы И 67 на установочные входы соответствующих триггеров 65 группы, последние устанавливаются в единичное состояние. Высокими потенциалами с прямых выходов триггеров 65, поступающими на индикатор 64, зажигается транспарант "Объект Вявляется управляющим". Кроме того, выходные сигналы каждого из элементов И 67 через выходы 33.41-33.4 блока 33 поступают на вход элемента ИЛИ 43, а с еговыхода на сброс (подтверждение) в исходное состояние триггера 44 и регистра 39,Импульс высокого потенциала обра 5зуется на выходе соответствующихдифференцирующих элементов 68 припоступлении на их входы высокого потенциала с выходов соответствующихэлементов бб задержки, на которые, в 1 Осьою очередь, постугает высокий потенциал с выходов соответствующих триггеров 65, устанавливая их в исходноесостояние. Причем время задержки сигнала элементами,бб равно времени передачи сообщения по каналам связи.Высокий потенциал на одном из вьгходов дешифратора 13, поступающий че-рез элемент ИЛИ 23 и элемент 36 задержки на вход сброса регистра 10,устанавливает его в исходное состояние,Процесс выдачи: сообщения "ОбъектУявляется управляющим" с управляющего объекта периодически повторяется с интервалом времени, задаваемымделителем 28 частоты.В случае принятия решения на управляющем объекте старшего звена управления о переводе одного или не- ЗОскольких объектов управления различных подсистем в децентрализованныйрежим управления на данном объекте ссоответствующих входов 50 группы врегистры 1-3, соответствующие номерам 35указанных объектов, поступают кодыномеров тех объектов, которые должныперейти в децентрализованный режимуправления.Одновременно с этим с входов 51 40группы устройства, соответствующихномерам данных объектов, на установочные входы соответствующих триггеров 29 группы поступают импульсы высокого потенциала, устанавливающие 45их в единичное состояние, Высокиепотенциалы с триггеров 29 группы поступают на установочные входы соответствующих триггеров 54 группы формирователя 32 временных сигналов, ус" 50танавливая их в единичное состояние.Сигнал передачи управления науправляющем объекте с входа 47 устройства поступает на установочныйвход триггера 19, устанавливая его в 55единичное состояние, Высоким потенциалом с прямого выхода триггера19 открывается элемент И 21, разрешая поступление импульсов с генератора 4 импульсов на счетный входсчетчика 27 (на управляющем объектетриггер 44 находится в единичномсостоянии), С поступлением каждогоимпульса генератора импульсов 4 всчетчик 27 на его выходе образуетсяопределенная кодовая комбинация, поступающая в дешифратор 14, Определенной кодовой комбинации на входедешифратора 14 соответствует высокийпотенциал на одном из его выходов.Делитель 28 частоты осуществляет деление частоты импульсов генератора4 таким образом, что периодичностьформирования импульсов на его выходе равна периодичности формированиявысокого потенциала на каждом из выходов дешифратора 14.Высокий потенциал, сформированныйна младшем разряде дешифратора 14,1,поступает на вход сброса счетчика27, на возвратные входы триггера 19и триггеров 29, на сбросовые входырегиетров 1-3, устанавливая указанныеэлементы в исходное состояние,Переданное сообщение на каждомобъекте управления поступает на вход45 устройства и записывается в ре.гистр 1 О. Дешифрация кода номераобъекта, которому передается управление, и кода вида сообщения "Объекту Увзять управление", его индикация на индикаторе 64 происходитаналогично приему сообщения вида"Объект Уявляется управляющим".Если код номера объекта, которомупередается управление, в регистре 1 Оравен коду,.хранящемуся в регистре40, то компаратор вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 44 вединичное состояние, в котором онвысоким потенциалом с единичного выхода разрешает работу элементов И 8и 21Объекты управления, получившиесообщения на переход в децентрализованный режим управления, начинаюттрансляцию в каналы связи сообщениявида "Объект Рявляется управляющим" в адрес управляющего объектавысшего звена управления и подчиненных им объектов.Для контроля работоспособностиобъектов, управляющих в децентрализованном режиме, на управляющем объекте старшего звена управления осуществляется проверка поступления сообщения вида "Объект Уявляетсяуправляющим" от указанных объектов в каждом цикле.Указанный контроль осуществляется следующим образом.5При поступлении данного вида сообщения с входа 45 в регистр 10 высоким потенциалом, сформированным на соответствующем виду сообщения выходе дешифратора 15, открывается группа 10 элементов И 9, через которые код номера объекта, содержащийся в коде данного сообщения, поступает с выходов регистра 10 в дешифратор 16, на одном из выходов которого формируется высо кий потенциал, поступающий на установочный вход соответствующего триггера 30 группы, устанавливая его в единичное состояние, и на соответствующий инвертору 61 элемент И 57 20 группы формирователя временных сигналов 32. Импульсы с генератора импульсов 4 поступают на счетный вход счетчика 63, на выходе которого образуется определенная кодовая комбинация, с поступлением которой в де" шифратор 62 на соответствующем выходе последнего формируется высокий потенциал, поступающий через соответствующий элемент И 57 на вход сброса 30 соответствующего счетчика 58 группы.Этот процесс повторяется периодически в каждом цикле поступления сообщения "Объект Вявляется управляющим". 35 Если в случае неожиданного (непредвиденного) выхода из строя управляющего децентрализованного объекта (объектов), от него не поступит на управляющий объект старшего звена управления сообщения вида "Объект Уявляется управляющим", то этот Факт в очередном цикле будет зафиксирован дешифратором 16, который на одном из своих выходов, соответствующем номеру вьппедшего из строя объекта, сформирует нулевой потенциал; последний, поступив на соответствующий вход группы Формирователя 32 временных сигналов, будет инвертирован соответствующим инвертором 61.Высокий потенциал с выхода инвертора 61 поступает на соответствующий элемент И 56, открывая последний по одному из входов, Высокий потенциал, сформированный в данном цикле на соответствующем выходе дешифратора 62, через соответствующий элемент И 56 поступает на счетный вход соответствующего счетчика 58 группы.Если, например, в течение трехциклов в регистр 10 не поступит кодобъекта, управляющего в децентрализованном режиме (этим проверяетсяфакт случайного сбоя в работе данного объекта), то очередной импульс ссоответствующего выхода дешифратора62 по цепи сквозного переноса поступает на выход соответствующегосчетчика 58,Регистр 11 на каждом объекте управления хранит информацию с готовности соответствующих объектов к работе, которая поступает в него с входа 46 устройства.Допустим, в первом разряде (левомкрайнем) и последующих разрядах хранятся единицы, свидетельствующие оготовности соответствующих объектоввзять управление на себя, В этом случае высокий потенциал первого разряда регистра 11 открывает соответствующий элемент И 70 соответствующегоселектора 35 и после инвертированиясоответствующим инвертором 71 закрьгвает соответствующий элемент И 69 поодному из входов. Тогда импульс сквозного переноса с соответствующего вы"хода формирователя 32 временных сигналов через элемент И 70 соответствующего селектора 35 поступает как наединичный вход триггера 73 второгоблока 34 отображения информации устанавливая его в единичное состояние,Высокий потенциал триггера 73 зажигает на индикаторе 76 транспарант"Объекту 9взять управление".Импульс с выхода соответствующего селектора поступает на соответствующий вход шифратора 37, на остМьных входах которого нулевые потенциалы, шифратор 37 формирует адрес, покоторому из блока памяти 38 считывается и записывается в регистр 39 по импульсу с младшего разряда шифратора 37 код номера объекта, номер которого загорелся на индикаторе 76. Считанный код из регистра 39 через элементы ИЛИ 42 поступает на первые входы компаратора 41,который сравнивает коды регистров39 и 40. Если номер объекта, храникЮ в регистре 40, совпадает с номером объекта в регистре 39, которому предлагается взять управление, то компаратор вырабатывает импульс, которыйпоступает на установочный вход триг"5гера 44 и устанавливает его в единичное состояние, снимая блокировкус элементов И 8 и 21,Высокий потенциал триггера 73 зажигает на индикаторе 76 транспарант"Объекту Рвзять управление".Если первый разряд регистра 11имеет нулевое значение, что свидетельствует о неисправности соответствующего объекта, то элемент И 70закрыт низким потенциалом, а соответствующий элемент И 69 открыт высоким потенциалом инвертора 71. Вэтом случае импульс сквозного пере-носа с выхода соответствующего счетчика 58 формирователя временных сигналов 32 поступает в усилитель 72селектора 35.С выхода усилителя 72 усиленный,импульс при наличии единицы в очередном разряде регистра 11 поступает наединичный вход соответствующего триггера 73 второго блока отображенияинформации 34, устанавливая его вединичное состояние. 30Номер соответствующего объекта,указанный на индикаторе 76 будетуказанием: "Объекту Рвзять управление". По этому сигналу объект,номер которого указан на индикаторе. 76, выдает в каналы связи сообщениявида "Объект Рявляется управляКоличество введенных в устройство селекторов 35, элементов второго 40блока 34 отображения информации и .формирователя 32 временных сигналов,разрядов регистра 11 зависит от количества объектов старшего звена управления и объектов управления раэличных подсистем, Одна цепь указанных элементов устройства обеспечиваетконтроль работоспособности данныхобъектов и назначение их управляющими. В случае принятия решения опереводе всех объектов системы в полный децентрализованный режим управляющий объект старшего звена управления, приняв от всех объектов подсистемы, которые управляют децентралиэованно, сообщения вида Объект Уявляется управляющим, переходит врежим контроля работоспособности указанных объектов, прекращая трансляцию в каналы связи сообщения указанного вида. Это происходит следующим образом. С выходов дешифратора 16, которые соответствуют номерам объектов управления подсистем, импульсы высокого потенциала поступают на установочные входы соответствующих триггеров 30, устанавливая их в единичное состояние. После того, как все триггеры 30 будут переведены в единичное состояние, на выходе элемента И 22 формируется высокий потенциал, поступающий через элемент ИЛИ 24 на возвратный вход триггера 18, переводя его в исходное состояние, чем запрещается выдача в каналы связи содержимого регистра 12.Контроль за работоспособностью объектов, управляющих децентрализованно, на управляющем объекте старшего уровня иерархии осуществляется аналогично описанному. В случае поступления сообщения"Объект 9является управляющим" от объекта равного уровня иерархии,но старшего по рангу, чем управляющий в данный момент времени объектэтого уровня иерархии, последний пе-,реходит из управляющего режима в дежурный режим, прекратив управлениеобъектами системы (подсистема). При этом код сообщения, поступившего от старшего по рангу объекта с входа 45устройства в регистр,10, расшифровывается дешифратором 17, на выходе которого возбуждается высокий потенциал, поступающий через элемент ИЛИ 24 на возвратный вход триггера 18, устанавливая его в исходное состояние и, следовательно, запрещая выдачур каналы связи содержимого регистра12. Этим же потенциалом устанавливаются в нулевое состояние триггеры 54 формирователя 32 временных сигналов, контроль за работоспособностью подчиненных объектов прекращается. Этот же потенциал поступает на установочный вход триггера 55, устанавливая его в единичное состояние, и на соответствующий элемент И 57 и инвертор 61 формирователя временных сигналов 32. При этом осуществляется контроль с использованием счетчика 59, соответствующих элементов И56, селектора 35 и второго блока34 отображения информации за работоспособностью управляющего в данныймомент объекта старшего звена управления.Формула изобретенияУстройство для управления процессом передачи сигналов управления в иерархической автоматизированной системе управления по авт. св. 9 1295369,0 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет исключения возможности несанкционированных действий,. в него введены элемент задержки, шиф" 15 ратор, блок памяти, четвертый и пятый регистры, компаратор, третья группа элементов ИЛИ, третий элемент ИЛИ и четвертый триггер; причем выход элемента задержки соединен с входом 2 О сброса первого регистра, а вход элемента задержки соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выходы группы селекторов соединены с соответствующими входами шифратора, выходы кото рого соединены с адресными входами блока памяти, выходы которого соединены с информационными входами четвертого регистра, выходы которогосоединены с первой группой информационных входов третьей группы элементов ИЛИ, вторая группа информационных входов которой соединена с первой группой информационных выходовпервого регистра, информационные выходы группы первого блока отображениясоединены с входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен свходами сброса четвертого триггераи четвертого регистра, вход записикоторого соединен с выходом младшего разряда шифратора, выходы третьейгруппы элементов ИЛИ соединены с первой группой информационных входовкомпаратора, вторая группа информационных входов которого соединена свыходами пятого регистра, информационные входы и вход записи которогоявляются шестой группой информационных входов устройства, выход компаратора соединен с установочным входом .четвертого триггера, прямой выход которого соединен с входами первогоэлемента И и четвертой группы элементов И.,Пчолинс еда Закай 7226/44 Тираж 788 ПодВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и от113035, Москва, Ж, Раушская наб.,сн ри ГКНТ ССС ытия 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10