Модуль-контроллер обработки команд управляемого объекта или их имитации

Полезная модель относится к устройствам приема, преобразования, контроля и выдачи информации и предназначена для построения магистрально-модульных вычислительных и управляющих систем.

Особенностью модуля является включение в его состав оборудования имитации входных и выходных аналоговых сигналов объекта управления, состоящего из двух входных селекторов, коммутатора релейных сигналов, узла реле и блока управляющих триггеров и электронных ключей. Наличие обратных связей входных и выходных сигналов позволяет проводить полный автономный тест-контроль оборудования модуля.

Имитационная аппаратура модуля позволяет использовать модуль резервного узла управляющего устройства в качестве имитатора объекта управления и легко вписывается в аппаратно-программную структуру управляющей системы.

Модуль выполнен на основе современной элементной базы с использованием программируемой логической интегральной схемы.

1 п.ф.,1 илл.

Заявляемая полезная модель относится к устройствам приема, преобразования, контроля и выдачи аналоговой информации и предназначена для построения магистрально-модульных вычислительных и управляющих систем.

Известен модуль приема, передачи и обработки цифровых и аналоговых сигналов [1].

Недостатками указанного модуля являются ограниченные коммутационные возможности, а также отсутствие контроля входных аналоговых сигналов, что снижает надежность устройств, в которых применяется данный модуль.

Наиболее близким по технической сущности аналогом (прототипом) заявляемой полезной модели является модуль-контроллер обмена аналоговыми сигналами [2], содержащий блоки оптоэлектронной развязки, узлы реле, дешифратор адреса, селектор принимаемых сигналов, блоки управляющих триггеров и электронных ключей, блок управления имитаторами, имитаторы, селекторы управляющих сигналов, блок адресных регистров, мультиплексор.

Недостатком указанного модуля является невозможность применения его в качестве электрического имитатора управляемого объекта. Кроме того, в составе устройства отсутствуют средства полного автономного контроля оборудования приема и выдачи аналоговых сигналов, что снижает достоверность принимаемой и передаваемой информации.

Технической задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей, позволяющее использовать его, как в качестве устройства управления и контроля объекта, так и в качестве электрического имитатора объекта, а также обеспечение полного автономного контроля устройства.

Указанная задача решается за счет того, что в модуль-контроллер обработки команд управляемого объекта или их имитации, содержащий первый и второй блоки оптоэлектронной развязки, первый и второй узлы реле, первый и второй блоки управляющих триггеров и электронных ключей, дешифратор адреса, блок адресных регистров, мультиплексор, причем входы дешифратора адреса, блока адресных регистров, первого и второго блоков управляющих триггеров и электронных ключей и выход мультиплексора соединены с шиной ISA, выход дешифратора адреса соединен с управляющим входом блока адресных регистров, выход блока адресных регистров соединен с управляющими входами мультиплексора и первого и второго блоков управляющих триггеров, выходы блоков управляющих триггеров соединены со входами первого и второго узлов реле соответственно, второй выход первого узла реле соединен с третьим входом данных

мультиплексора, первый выход второго узла реле соединен внешними связями с имитатором объекта управления, второй выход второго узла реле соединен с четвертым входом данных мультиплексора, выходы блоков оптоэлектронной развязки соединены с первым и вторым входами данных мультиплексора соответственно, введены первый и второй селекторы входных сигналов, коммутатор релейных сигналов, третий узел реле и третий блок управляющих триггеров и электронных ключей, причем первый и второй входы первого селектора входных сигналов соединены внешними связями с объектом управления и имитатором объекта управления соответственно, третий вход селектора соединен с выходом второго узла реле, выход селектора соединен со входом первого блока оптоэлектронных развязок, первый вход второго селектора входных сигналов соединен внешними связями с выходом релейных сигналов устройства обмена, выход селектора соединен с входом второго блока оптоэлектронных развязок, вход коммутатора релейных сигналов соединен с выходом первого узла реле, первый выход коммутатора соединен со вторым входом второго селектора входных сигналов и, внешними связями, с имитатором объекта управления, второй выход коммутатора соединен внешними связями с объектом управления, вход третьего блока управляющих триггеров и электронных ключей соединен с шиной ISA, управляющий вход блока соединен с выходом блока адресных регистров, выход блока соединен со входом третьего узла реле, первый выход третьего узла реле соединен с управляющими входами первого и второго селекторов входных сигналов и коммутатора релейных сигналов, второй выход узла соединен с пятым входом данных мультиплексора.

Введение указанных блоков и связей обеспечивает возможность использования устройства как в качестве устройства управления и контроля объекта, так и в качестве электрического имитатора объекта, а также позволяет осуществлять полный автономный контроль устройства.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором блоки и узлы имеют следующее обозначение:

1 - второй узел реле (УР2);

2, 3 - первый и второй селекторы входных сигналов (СВС);

4 - коммутатор релейных сигналов (КРС);

5 - второй блок управляющих триггеров и электронных ключей;

6, 7 - первый и второй блоки оптоэлектронной развязки (ОЭР);

8 - первый узел реле (УР1);

9 - дешифратор адреса (ДША);

10 - третий узел реле (УРЗ);

11, 12 - третий и первый блоки управляющих триггеров и электронных ключей;

13 - блок адресных регистров;

14 - мультиплексор;

15 - шина ISA;

16 - первая группа выходных релейных сигналов;

17, 18, 19 - первая, вторая и третья группы входных релейных сигналов;

20, 21 - вторая и третья группы выходных релейных сигналов;

Работа устройства основана на принципе программно-управляемого обмена информацией по стандартной шине персональной ЭВМ - шине ISA 15. Устройство обеспечивает следующие операции:

- выдача релейных сигналов управления исполнительными механизмами управляемого объекта;

- выдача релейных сигналов управления в имитатор управляемого объекта;

- выдача релейных сигналов имитации сигнализаторов управляемого объекта;

- прием сигналов от сигнализаторов параметров управляемого объекта;

- прием сигналов от имитатора управляемого объекта;

- прием управляющих сигналов от устройства обмена;

Для организации релейного обмена ввода-вывода используются восьмиразрядные порты с адресами 100 (Н), 101 (Н) и 102 (Н).

Порты 100 (Н) и 101 (Н) предназначены для установки адреса в блок адресных регистров 13. Порт 102 (Н) предназначен для ввода и вывода информации по адресам, установленным в адресных регистрах 13.

Для выдачи релейных сигналов управляющих исполнительными механизмами объекта и релейных сигналов, имитирующих сигнализаторы объекта, в дешифраторе адреса 9 дешифрируется байт данных порта 100 (Н) и младший бит данных порта 101 (Н), в блоке адресных регистров 13 устанавливается адрес. Далее, в зависимости от значения младшего разряда порта 102 (Н), в блоках управления 12 и 5 соответственно устанавливаются в нулевое или в единичное состояние управляющие триггеры и соответствующие им ключи, согласно адресам в блоке адресных регистров 13. Электронные ключи блоков 12 и 5 управляют установкой соответствующих реле в узлах 8 и 1 соответственно, что обеспечивает наличие релейных сигналов на входе коммутатора 4 и на выходах 16 устройства. При этом, для контроля состояния реле, сигнал с выхода реле узлов 8 и 1 через узел мультиплексирования 14 поступает в нулевой разряд порта 102 и считывается в шину ISA 15.

Режимами работы устройства управляют триггеры блока 11. Электронные ключи блока 11 управляют установкой соответствующих реле в узле 10, что обеспечивает наличие управляющих релейных сигналов на управляющих входах селекторов 2 и 3 и коммутатора 4.

Управляющие триггеры блоков 12, 5 и 11 имеют сквозную адресацию: адреса с 001 по 032 (шестнадцатиричные).

Блок 11 содержит три управляющих триггера:

- триггер внутренней закольцовки входных и выходных сигналов (адрес 030).

- триггер подключения цепей связи (адрес 031).

- триггер включения имитатора (адрес 032).

При единичном значении триггера подключения (031) в узле 9 устанавливается релейный сигнал, разрешающий прохождение сигналов через коммутатор 4 и селекторы 2 и 3.

При единичном значении триггера включения имитатора(032) в узле 10 устанавливается релейный сигнал, разрешающий прием сигналов от имитатора управляемого объекта (группа входов 17), через селектор 2 на вход блока развязок 6, прием сигналов от устройства обмена (группа входов 19)), через селектор 3 на вход блока развязок 7, а также, прохождение релейных сигналов с выхода узла 8, через коммутатор 4, на группу выходов 20 связанную со входами имитатора управляемого объекта.

В этом режиме значения триггера 031 должно быть единичным, а значение триггера 030 - нулевым.

При нулевом значении триггера включения имитатора(032) разрешен прием сигналов от сигнализаторов управляемого объекта (группа входов 18), через селектор 2 на вход блока развязок 6, а также, прохождение релейных сигналов с выхода узла 8, через коммутатор 4, на группу выходов 21 связанную со входами исполнительных механизмов управляемого объекта. В этом режиме значения триггера 031 должно быть единичным, а значение триггера 030 - нулевым.

При единичном значении триггера закольцовки (030) в узле 10 устанавливается релейный сигнал, разрешающий прием релейных сигналов с выходов узла реле 1, через селектор 2 на вход блока развязок 6, а также, прохождение релейных сигналов с выхода коммутатора 4 (группа выходов 20) через селектор 3 на вход блока развязок 7. В этом режиме значения триггеров 031 и 032 также должны быть единичными.

Входные сигналы, прошедшие через селекторы 2 и 3, через блоки развязок 6 и 7 соответственно и узел мультиплексирования 14 поступают в нулевой разряд порта 102 и считывается в шину ISA 15 по адресу, заданному в адресном регистре 15 через порты 100 и 101 (Н).

Все входные сигналы имеют сквозные адреса с 70 по 9D (шестнадцатиричные).

Источники информации, принятые во внимание:

1. Свидетельство на ПМ РФ №222389, МПК G06F 15/00, 2001 г.

2. Патент на ПМ РФ №51767, МПК G06F 15/00, 2006 г.

Модуль-контроллер обработки команд управляемого объекта или их имитации, содержащий первый и второй блоки оптоэлектронной развязки, первый и второй узлы реле, первый и второй блоки управляющих триггеров и электронных ключей, дешифратор адреса, блок адресных регистров, мультиплексор, причем входы дешифратора адреса, блок адресных регистров, первого и второго блоков управляющих триггеров и электронных ключей и выход мультиплексора соединены с шиной ISA, выход дешифратора адреса соединен с управляющим входом блока адресных регистров, выход блока адресных регистров соединен с управляющими входами мультиплексора и первого и второго блоков управляющих триггеров, выходы блоков управляющих триггеров соединены со входами первого и второго узлов реле соответственно, второй выход первого узла реле соединен с третьим входом данных мультиплексора, первый выход второго узла реле соединен внешними связями с имитатором объекта управления, второй выход второго узла реле соединен с четвертым входом данных мультиплексора, выходы блоков оптоэлектронной развязки соединены с первым и вторым входами данных мультиплексора соответственно, отличающийся тем, что в модуль введены первый и второй селекторы входных сигналов, коммутатор релейных сигналов, третий узел реле и третий блок управляющих триггеров и электронных ключей, причем первый и второй входы первого селектора входных сигналов соединены внешними связями с объектом управления и имитатором объекта управления соответственно, третий вход селектора соединен с выходом второго узла реле, выход селектора соединен со входом первого блока оптоэлектронных развязок, первый вход второго селектора входных сигналов соединен внешними связями с выходом релейных сигналов устройства обмена, выход селектора соединен с входом второго блока оптоэлектронных развязок, вход коммутатора релейных сигналов соединен с выходом первого узла реле, первый выход коммутатора соединен со вторым входом второго селектора входных сигналов и внешними связями - с имитатором объекта управления, второй выход коммутатора соединен внешними связями с объектом управления, вход третьего блока управляющих триггеров и электронных ключей соединен с шиной ISA, управляющий вход блока соединен с выходом блока адресных регистров, выход блока соединен со входом третьего узла реле, первый выход третьего узла реле соединен с управляющими входами первого и второго селекторов входных сигналов и коммутатора релейных сигналов, второй выход узла соединен с пятым входом данных мультиплексора.