SU849155A1 - Устройство опроса и контрол дл дАТчиКОВ СОСТО Ни Об'ЕКТОВ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматике , вычислительной технике и телемеханике и может бьать использовано дл  контрол  датчиков состо ни  объектов.

Известно устройство дл  распределени  двоичных кодов, содержащее группы схем И и триггеры. Устройство позвол ет осуществл ть обработку информации , поступающей на его входы в виде двоичного кода на заданное врем  от одного источника информации ГЙ

Однако это устройство не позвол ет производить обработку информации, поступающей на его входы от различных источников информации (контролируемых- объектов) и представленной асинхронными одиночными сигналами.

Известны также коммутирующие устройства , содержащие шины входных сигналов, схемы ИЛИ, НЕ, реле времени , генератор, регистр и электронный коммутатор, включающий в себ  счетчик , дешифратор, ключи и схему ИЛИ. Устройства позвол ют осуществл ть коммутацию асинхронных сигналов, поступающих на их входы от различных контролируемых объектов, на соответству1ацие выходы 2 и З .

Недостатками указанных устройств  вл етс  их малое быстродействие и

относительна  сложность. Кроме того, эти устройства обладают недостаточной достоверностью по .контролю состо ний контролируемых объектов, так как они не определ ют пропадание контролиpye лыx сигналов (параметров).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству  вл етс  коммутирующее устройство дл 

10 датчиков состо ни  объектов, содержащее триггеры, дешифратор (схемы И) и блок коммутации, состо щий из схем И и ИЛИ.

Работа устройства основана на прин15 ципе кс лмутации сигналов, поступающих на его входв от датчиков состо ни  объектов, на соответствующие выходы с помощью тактовых импульсов Г43.

Однако известное устройство имеет

20 недостаточную надежность из-за возможности по влени  сбоев в его работе как при синхронном, так и при несинхронном поступлении сигналов от датчиков и тактового импульса. Если

25 сигналы от датчиков, поступающие на входы блока коммутации, возникают несинхронно по отношению друг к другу и тактовому импульсу, то от одного тактового импульса на выходе одной или нескольких схем И блока коммутации могут выделитьс  неполноценные (укороченные) сигналы, в результате чего не все триггеры могут переключатьс  в требуемое состо ние. При этом на выходе устройства может сформироватьс  ложный сигнал о состо нии контролируемого объекта. I В случае синхронного поступлени  сигналов от датчиков и тактового импульса , например при одновременном возникновении сигналов от первого и последнего датчика, на выходах соответствующих схем И блока коммутации одновременно формируютс  сигналы переключени  триггеров. При этом на выходе схемы И, соответствующей последнему датчику, сформируетс  сигнал , длительность которого будет равна времени распространени  сигнала от первого датчика через последовательно соединенные схемы ИЛИ и И, т.е. суммарному времени срабатывани  указанных схем, образующих цепь обхода . При большом количестве контролируемых объектов (датчиков) это врем  может оказатьс  достаточно большим и сравнтлым с длительностью тактового импульса. Поэтому от одновременного действи  сигналов, образуемых на выходах двух схем И, может произойти ложное срабатывание триггеров , вcлeдcтвke чего устройство на одном из своих выходах может сформировать ложный сигнал о состо нии объекта контрол .

Кроме того, такое устройство имеет недостаточную достоверность резултатов контрол  устройства, так как не сигнализирует во внешнюю цепь о пропадании контролируемых параметров

Цель изобретени  - повышение достоверности результатов контрол  и Нсщежности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство опроса и контрол  дл  датчиков состо ний объектов, содер)хащее первый регистр, первые входы которого подключены к соответствукиим выходам блока первых элементов И, подключенного первыми входами к выходам соответству1эдих датчиков состо ни  объектов, а вторым входом к первой тактовой шине устройства, введены второй регистр, два триггера элемент НЕ, четыре элемента И, сумматор и счетчик, соединенный первым выхо(ом с первым входом первого триггера , а вторым вьЛходом через включенные последовательно элемент НЕ, второй элемент и, второй регистр, сумматор и третий элемент И - со вторым входом первого триггера, выход которого подключен к первому выходу устройства и к первому входу четвертого элемента И, соединенного вторым входом со вторым выходом счетчика, а выходом - со вторым выходом устройства выход второго триггера подключен к первому входу п того элемента И, втброй вход которого подключен ко- второй тактовой шине устройства, а выход - ко второму входу второго элемента И, к третьему входу четвертого элемента И и ко второму входу первого регистра, третий вход которого подсоединен к третьей тактовой шине устройства, а выход - к четвертому входу четвертого элемента И и ко вторым входам сумматора и второго регистра , причем первые и вторые входы счетчика и второго триггера подключены соответственно к первой и третьей тактовым шинам устройства, а выход второго элемента И подключен ко второму входу третьего элемента И.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема счетчика; на фиг. 3 временна  диаграмма работы устройства

Устройство содержит первый регистр 1, выполненный на триггерах 2, блок 3 первых элементов И, первые элементы .И 4, выходы 5 датчиков состо ни  объектов , перйую тактовую шину 6, блок 7 управлени , включающий в себ  счетчик 8, второй триггер 9, п тый элемент И 10, элемент НЕ 11 и второй элемент И 12, блок 13 сравнени , состо щий из сумматора 14, третьего элемента И 15 и первого триггера 16, четвертый элемент И 17, второй регистр 18, третью тактовую шину 19, вторую тактовую шину 20, первый выход 21 устройства, второй йыход 22 устройства. Счетчик 8 состоит из триггеров 23 и 24-, элемента ИЛИ 25 и элементов И 26 и 27.

Рег.истр 18 по своему выполнению идентичен регистру 1 (поэтому на чертеже он не раскрыт) за исключением того , что единичные входы триггера этого регистра не используютс , а информационный вход его первого триггера подключен к выходу первого регистра 1.

Устройство работает следугацим образом .

Выдаваема  информаци  запоминаетс  во втором регистре и сравниваетс  с вновь поступающей информацией дл  определени  момента изменени  входной информации с целью выдачи ее во внешнее устройство. Обработка поступающих сигналов от датчиков состо ни  объектов производитс  в течение двух циклов - цикла опроса и цикла выдачи.

В цикле опроса устройство осуще .ствл ет запись сигналов информации, поступающих на его входы, в первый регистр 1, сравнивание информации, считываемой с регистров 1 и 18, перепись , информации с перрого регистра 1 во второй регистр 18. В этом цикле при несовпадении информации, считываемой с регистров, блок 13 сравнени  формирует сигнал Есть информаци , разрешающий прохождение информации через четвертый элемент И 17, который вьщаетс  на первый выход уст ройства дл  подготовки приема информации внешним устройством. В цикле выдачи устройство формиру ет информацию в виде позиционного ко да на свой второй выход. .При этом на. врем  цикла выдачи производитс  блокировка работы блока 13 сравнени  и второго регистра 18. Каждый очеред )Ной цикл опроса - это врем  между со ответствующими тактовыми импульсами, действующими На первой шине .6 (ТИ 6) 1и2, Зи4, Бибит.д. Каждый оче редной цикл вьщачи - врем  между ТИ 6 2и3, 4и5,6и7ит.д. На временной диаграмме работы уст ройства обозначено: 6, 20 и 19 - тактовые импульсы соответственно на пер вой, второй и третьей шинах; 5 - ин формационный сигнал от первого датчика , 4-J - сигналы на выходе первого элемента И 4- блока 3; 2 , 2 .и 2 сигналы на выходах соответствующих триггеров первого регистра 1/ 18 , 18, 18 3 и 184 - сигнсшы на выходах соответствующих триггеров второго ре гистра 18; 9, 10 и 12, 14-17, 26 и 27 - сигналы на выходах соответствую щих элементов устройства. На данной диаграмме (дл  простоты изображени ) показан информационный сигнсШ, поступающий на вход устройства только от одного (первого) датчика , а изменение состо ний разр дов первого и второго регистров 1 и 18 показаны только на выходах 4-х триггеров этих регистров (дл  случа  четырех разр дных регистров). Период следовани  тактовых импульсов ТИ 6, ТИ 19 и ТИ 20 выбираетс  в зависимости от количества датчиков, а следовательно, и количества разр дов регистров 1 и 18. В данном случае , дл  четырех разр дных регистров между двум  ТИ 6 должно вместитьс  п ть ТИ 20, в результате чего блок 7 управлени  обеспечивает считывание информации с указанных регистров и запись информации во второй регистр 18. При поступлении информационного сигнала на вход устройства от первого датчика тактовый импульс ТИ 6 через первый элемент схемы И 4 воз действует на единичный рход соответствующего триггера 2 регистра 1, вследствие чего последний переключаетс  в единичное состо ние. Блок 7 управлени  с помощью второго триггера 9 и п того элемента И 10 как видно из приведенной диаграмма (фиг. 3), вырабатывает пачки импульсов , кажда  из которых состоит из 4-х ТИ 20. Эти импульсы через п тый элемент И 10 поступают на счетные входы триггеров 2 регистра 1 и производ т продвижение информации по разр дам указанного регистра. того, указанные импульсы через второй элемент И 12 поступают на второй входтретьей схемы И 15, вход сравнени  блока ,13 дл  опроса его состо ни  и на счетный вход второго регистра 18 дл  записи в него информации , поступающей от первого регистра 1 , а также ее считывани  из второго регистра 18 на первый вход сум .матора 14 блока 13 сравнени . В результате на выходе последнего разр да (триггер 2) первого регистра 1 по вл етс  информационный сигнал, коггорый поступает на второй вход сумматора 14 блока 13 сравнени  и на второй вход второго регистра 18. Поскольку на первый вход сумматора 14 блока 13 сравнени  в это врем  не поступает информаци  с выхода второго регистра 18, так как в нем отсутствует информаци , то информационный сигнал, поступающий с выхода первого регистра 1 на один из входов сумматора 14, проходит через данный сумматор . Сигнал, выдел емый на выходе сумматора 1-4, воздействует на один из входов третьего элемента И 15, в результате чего очередной опросный импульс, поступающий на другой вход третьего элемента И 15, проходит на его выход и переключает первый триггер 16 в единичное состо ние. На вы- ходе первогЬ триггера 16 формируетс  положительный сигнал Есть информации , который поступает на первый выход 21 устройства и на первый вход четвертого элемента И 17, подготавлива  прохождение информации через указанный элемент на второй выход 22 устройства. Кроме того, при воздействии гаформационного сигнала с выхода первого регистра 1 (положительного импульса ) на второй вход второго регистра 18 по заднему фронту импульса, присутствующего на его счетном входе , происходит переключение первого триггера (18) второго регистра 18 в единичное состо ние. Таким образом , на цикле опроса (первом цикле) устройство производит прием информации от соответствующего датчика с помощью первого регистра 1, перезапись указанной информации с первого, регистра 1 во второй регистр 18 и выработку подготовительного сигнала Есть информаци . По очередному ТИ 6, соответствующему началу цикла выдачи, снова происходит запись информации в триггер 2 первого регистра 1 и ее последовательное продвижение дл  выдачи ее во внешнее устройство по разр дам данного регистра с помощью очередной пачки импульсов, действующей на выходе п того элемента И 10. Дл  обеспечени  выдачи информации на каждом очередном цикле выдачи счетчик 8 вырабатывает положительные сигНсШЫ, которые воздействуют на второй вход четвертого элемента И 17 и в результате разрешают прохождение информации через этот элемент на второй выход устройства . При этом положительные сигналы вырабатываемые счетчиком 8, через элемент НЕ 11 -ЙеЙЬтвуют на один из входов второго элемента И 12 и запрещают (блокируют) прохождение через этот элемент управл ющих нмпульсов на счетный вход второго регистра 18 и второй вход третьего элемент И блока 13 сравнени . Следовательно, на цикле выдачи осуществл етс  блокировка работы блока 13 сравнени  и второго регистра 18. Таким образом, информаци  через четвертый элемент И 17 на второй выход устройства поступает в виде пози ционного кода, т.е. соответствугаца  позици  этого кода несет информацию от соответствующего датчика. В данном случае этот код имеет вид 0001, что соответствует наличию информации только от первого датчика. Принцип работы счётчика 8 состоит в следующем. После каждого второго тактового импульса ТИ 6 его разр ды устанавливаютс  в состо ние 01, в результате чего на выходе элемента И 26 образуетс  положительный сигнал, который снимаетс  в конце цикла вьщачй с помощью очередного ТИ 19. Положительный сигнал с выхода элемента И 26 во действует на один из входов элемента 27, на другой вход которого посту пают ТИ 19. В результате соответству ющий тактовый импульс ТИ 19 проходит через элемелт И 27 и элемент ИЛИ 25 на счетный вход триггера 24. Последний по заднему фронту ТИ 19 переключаетс  в нулевое состо ние. Кроме то го, импульс, образуемый на выходе элемента И 27, поступает на первый вход первого триггера 16 блока 13 сравнени  и по переднему фронту переключает его в нулевое состо ние. Таким образом, в конце цикла выдачи с помощью соответствующего ТИ 19 сче чик 8 и первый триггер 16 блока срав нени  устанавливаютс  в исходное (ну левое) состо ние. Как видно из приведенной диаграмглл , на очередном цикле опроса при на личии информационного сигнала только от перйого датчика (входна  информаци  не изменилась) происходит синхронное продвижение инфо15мационного сигнала по разр дам первого и второго регистров 1 и 18. При этом блок -1 сравнени  не срабатывает, так как второй регистр 18 хранит выданную ин формацию, котора  не изменилась к последукадему циклу опроса. Поэтому на входа сумматора 14 поступают с вы ходов первого и второго регистров 1 и 18 идентичные сигналы, вследствие чего блок 13 сравнени  не сформирует сигнал Есть информаци , а следбва тельно , на последующем цикле выдачи информаци  через четвертый эле- i мент И 17 на второй выход устройства не пройдет. В случае изменени  входной информации данное устройство производит выдачу этой информации на свои выходы следующим образом. При сохранении информационного сигнале от первого датчика и поступлени , например, информационного сигнала от четвертого датчика на цикле опроса происходит срабатывание 13 сравнени , так как информаци , хранима  во втором регистре 18 (0001) не совпадает с информацией, записанной в первый регистр 1 (1001), и выдача сигнала Есть информаци  на первый выход 21 устройства, а на последующем цикле выдачи - выдача информации с первого регистра 1 через четвертый элемент И 17 на второй выход 22 устройства. В таком случае код информации имеет вид 1001, что соответствует наличию информации от 1-го и 4-го датчика. В случае, когда на входах устройства снимаетс  сигнал контролируемого параметра, например после выдачи кода 1001, на входе устройства снимаетс  сигнал от 4-го датчика. Во втором регистре 18 хранитс  выданный на предыдущем цикле код 1001, а в регистре 1 записываетс  код 1000. Поэтому в очередном цикле опроса происходит несовпадение информации, записанных в первом и втором регистрах 1 и 18. Следовательно , на последукадем цикле выдачи устройство через четвертый элемент И 17 выдает код 0001, который свидетельствует об исчезновении контролируемого параметра с 4-го датчика . Если происходит сн- тие сигнала и с 1-го датчика при отсутствии информации сигналов от других датчиков, на очередном цикле опроса срабатывает блок 13 сравнени , так как на соответствующих его входах присутствуют неидентичные сигналы из-за того, что с первого регистра 1 считываетс  код 0000, а со второго регистра 18 код .0001. В результате на первый выход устройства выдаетс  сигнал Есть информаци , как и в рассмотренных случа х при изменении входной информации , а на второй выход устройствакод 0000. По этим сигналам внешнее устройство определ ет исчезновение контролируемого параметра от 1-го датчика. Таким образом, видно, что предлагаемое устройство сигнализирует об исчезновении контролируемого параметра , что существенно повышает достоверность контрол  состо ни  объектов . В случае, когда сигнал информации от соответствующего датчика по вл етс  на входе устройства в самом конце действи  тактового импульса ТИ с5йгнал на выходе соответствующей cxeмы И 4 может получитьс  настолько коротким , что соответствующий триггер 2 регистра 1 от него не срабатывает. Однако к ложной выдаче информации это не приведет. Если этот триггер не срабатывает от данного ТИ б, то он срабатывает от очередного ТИ б, и информаци  проходит на выход .устройства без искажени .

Если же первое срабатывание соответствующего триггера 2 от наличи  входного информационного сигнала проис одит в момент начала действи  цикла вьвдачи информации, то, как это было рассмотрено, происходит блокировка работы блока 13 сравнени  и второго регистра 18. Этот цикл  вл етс  : холостым. J а обработка информации происходит на последующих двух циклах аналогично тому, как было это опиописано выше.

Блокировка работы блока 13 сравнени  и второго регистра 18 производитс  дл  того, чтобы не произошло искажение выдаваемой информации из-за возможности срабатывани  блока 13 сравнени  в различные моменты времени действи  цикла вьщачи. Следовательно , независимо от времени по влени  входных сигналов, предлагаемое устройство исключает выдачу ложных сигналов о состо нии контролируемых объектов, что существенно повышает . надежность его работы. При этом длительность входных сигналов должна быть не менее трех периодов следовани  ТИ б.

Таким образом, функци  работы предлагаемого устройства заключаетс  в опросе и контроле датчиков состо ни  объектов и передаче результатов на один из выходов устройства в виде позиционного кода. При этом коммутаци  информации осуществл етс  только при изменении входных сигналов (т.е. при наличии на его входах новой информации), а выдача указанной информации сопровождаетс  дополнительным сигналом Есть информаци , поступающим на другой выход Устройства .

Технико-экономический эффект от применени  предлагаемого устройства заключаетс  в значительном повышении надежности устройства за счет исключени  сбоев в его работе, а следовательно , исключени  формировани  сигналов датчиков состо ни  объектов. Кроме ToroJ предлагаемое устройство повышает достоверность

Claims (4)

1.Авторское свидетельство СССР

0 № 463963, кл. G Об F 1/04, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР 265562, кл. G Об F 5/06, 1968.

3.Авторское свидетельство СССР № 396687, кл. G Об F 5/06, 1972.

5

4..Авторское свидетельство СССР 418852, кл. G Об Г 1/04, 1971 (прототип).

//

6

-о

т-Tin

Q

I

с

«

21 -o

w

(

0W2. /

л.

п lfl

zQ rLJl-JlJl Jl Jl rLJl-rLJ

иU

ю--П-П-П-Л

26-

27

2 -Л П-Л-П

-JL

л IL

п

п п п п п п п п

fLJLJLJl