Устройство для сбора дискретной информации

Союз Советскмю

Социанмстичесмик

Респубпнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ («)858056 (61) Дополнительное к авт. свмд рау†(22) Заявлено 21.1279 (21) 2857309/18-24 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Опубликовано 23.0881.Бюллетень Н9 31

Дата опубликования описанмя 23.08.81 (51)М. КЛ.л

О 08 С 19/16

ГосударстаенныЯ комнтет

СССР по делам нюбретеннЯ н открытнЯ (53) УДК821. 348 (088,8) (72) Авторы мзобретени я

P,О,Якеревич и А,M,Ôðèä

Центральный научно-исследовательский и проектно- l технологический институт организации и техники ---. / управления (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА ДИСКРЕТНОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано автоматизированных системах управления, в частности в системах с большим числом контролируемых технологических объектов.

Известно устройство для сопряжения вычислительной машины с дискретными датчиками, содержащее группы формирователей, первую и вторую группу блоков кодирования, блоки трансформации длительности импульсов, блоки аварийного отключения, блок согласования элементы ИЛИ и выходной регистр 1 1. !

Недостатками этого устройства являются низкая помехозащищенность и ограниченная дальность передачи, обусловленные необходимостью сокраше ния длительности сигналов для умень- 20 щения вероятности их взаимного наложения, отсутствие возможности непосредственного контроля текущЕго состояния объектов. Объясняется это тем, что информация с датчиков поступает только в моменты изменения их состояния, Поэтому для определения текущего состояния датчиков в вычислительном устройстве необходимо хранить информацию о предыстории за 30 длительный период времени, Это накладывает жесткие требования к надежности вычислительного комплекса.

Кроме того, устройство имеет большой расход кабеля, обусловленный радиальным .характером связи между первой и второй ступенями кодирования, а также большой расход аппаратуры, обеспечивающий буферизацию собираемой информации и уменьшение взаимного наложения сигналов.

НаибОлее близким к изобретению является устройство для сбора дискретной информации, выполненное в виде матрицы, содержащей узлы сопряжения с датчиками, установленные в точках пересечения информационных шин и шин опроса, подключенные к выходам блока опроса, вход которого через блок связи соединен с блоком обработки и управления.

Данное устройство осуществляет поиск и опрос шин, в которых имело место изменение состояния датчиков

p)

Недостатками устройства являются

1, Вольшое время получения информации о6 изменении состояния датчика, обусловленное тем, что данная проце858056

Цель изобретения — повышение быстродействия и помехоустойчивости устройства, Эта цель достигается тем, что в устройство для сбора дискретной информации введены регистр приема информации, шины известительных сигналов, и в каждый узел сопряжения с датчиками введены блок помехозащищенного кодирования, повторитель сигналов, формирователь импульсов, первый выход поэторителя сигналов подключен к одному иэ входов блока помехозащищенного кодирования, второй выход соединен со входом формирователя сигналов, выходы формирователей сигналов узла сопряжения с датчиками подключены к шинам известительных сигналов, каждая иэ которых соединена с соответствующей информационной шиной матрицы, информационные шины матрицы подключены ко входам регистра приема информации, выход которого соединен со входом блока связи, вход блока помехоэащищенного кодирования каждого узла, сопряженного с датчиками, подключен к соответствующей шине опроса матрицы, выходы соединены с информационными шинами матрицы.

45

55

ЬО дура включает в себя последовательный опрос каждой иэ горизонтальных и вертикальных шин матрицы и последующий опрос шины, в которой было обнаружено изменение информации, Так как эти сигналы опроса передаются непосредственно по шинам матрицы, они должны иметь достаточно большую длительность для обеспечения их защиты от искажений и помех. Следовательно, время обнаружения новой информации в устройстве зависит от числа шин и от их линейных размеров, 2, Возможность возникновения ситуаций,при которых не могут быть обнаружены датчики, изменяющие свое состояние, Например, это имеет мес- 15 то, если наряЬУ со сработавшим датчиком изменили свое состояние нечетное число датчиков в соответствующих горизонтальной и вертикальной шинах; Вероятность таких ситуаций Я возрастает с увеличением потока срабатывания датчиков.

3, Большой расход аппаратуры и кабеля, обусловленный тем, что в матричный коммутатор включаются все датчики и каждая шина имеет достаточно сложный узел для определения изменения информации ° Такой узел должен содержать элементы для определе,ния четности кода, элемент сравнения и др °

4. Трудность обнаружения неисправностей (например, обрыва шин матрицы), так как в устройстве отсутствуют объективные признаки наличия повреждений.

На фиг, приведена схема устройства для сбора дискретной информации) на фиг,2 — структурная схема блока помехозащищенного кодирования, на фиг,3 — пример реализации формирователя импульсных сигналов, Устройство содержит информациончые входы 1 датчика, узлы сопряжения с датчиками 2, каждый из которых содержит блок 3 помехоэащищенного кодирования со входом 4 стробироэания, повторитель 5 сигналов датчиков со своими выходами 6 и 7 и формирователь 8 импульсных сигналов, шины 9 опроса строк, информационные шины 10 я шины 11 известительных сигналов, точки 12 подключения шин известительных сигналов к информационным шинам

> регистр 13 приема информации, блок

14 опроса, блок 15 связи, блок 16 управления и обработки (например, вычислительная машина ), Блок 3 помехозащищенного кодирования (фиг,2) содержит шифратор 17 помехозащищенных кодов и элементы и 18.

Формирователь 8 импульсных сигналов (фиг,3) содержит резисторы 19 и

20, конденсаторы 21, разделительный диод 22 и контакт 23.повторителя 5 сигналов датчиков, Узлы сопряжения с датчиками соединены в виде прямоугольной матрицы, Выходы формирователей 8 импульсных сигналов соединены между собой в пределах каждой строки шинами 11 и подключены в точках 12 к информационным шинам 10, причем каждая шина

11 и соединенная с ней шина 10 имеют одинаковый порядковый номер, Сигналы с датчиков, подключенных к каждому блоку 3, образуют группу логически несовместных событий, В такой группе в каждый момент времени может поступить сигнал не более, чем с одного датчика, Для многих типов технологического оборудования такие группы образуют датчики контроля неисправностей, принадлежащие одному станку. Например, в ткацком станке во время его останова по одной иэ причин отсутс вует возможность появления сигналов с других датчиков, Блок 3 обеспечивает формирование кода состояния группы, причем под состоянием группы понимаются отсутствие сигналов с датчиков (нулевое состояние) или наличие сигнала по одному иэ входов 1.

Повторитель 5, в качестве которого может быть использовано, например, электромагнитное реле, подключен через сборку к информационным входам

1, Его выход 7 наличия сигнала сэяэан с формирователем 8, а выход 6 отсутствия сигнала — с входом блока 3, устанавливающим код ну еяогс состояния, 858056

40 формирователь 8 генерирует импульсный сигнал фиксированной длительности при изменении состояния на выходе 7 повторителя 5, т,е, при включении и ныключении любого иэ датчиков группы. 5

Каждая информационная шина 10 соединена со входом соответствующего разряда регистра 13 приема информации, а каждая шина 9 связана со стробирующими входами 4 блока 3, 10 ,определенной строки матрицы и с соответствующим выходом блока 14 опроса, Блок 14 содержит, например, регистр, с каждым ныходом которого связан усилитель сигнала опроса, подключенный к соответствующей шине 9 опроса, Блок 15 связи обеспечивает считывание информации с регистра 13 и ввод ее в блок 16, а также осуществляет вывод сигнала опроса из блока 20

16 в блок 14. устройство работает следующим образом, Сигнал датчика включает повторитель 5 и поступает на вход шифратора g5

17 в блок 3, С выхода шифратора код данного сигнала поступает на входы соответствующих элементов И 18, Включаясь, повторитель 5 снимает сигнал нулевого состояния и запускает формирователь 8, который выдает импульсный сигнал. Прекращенье сигнала на входе 1 влечет за собой выключение повторителя 5, который восстанавливает сигнал нулевого состояния на 35 выходе 6 и понторно запускает формирователь 8, Таким образом, импульсный известительный сигнал формируется в начале и в конце времени срабатывания любого из датчиков.

Формирование данного сигнала происходит за счет разряда соответ=твующего конденсатора 21 при замыкании н одном из коайних состояний контакта 23, поинадлежащего повтори- 45 телю 5 (фиг,3), Импульсный сигнал с выхода формирователя 8 поступает на шину 11 своей строки и через точку 12 по шине 10 передается на соответствующий у) вход блока 3.

Блок 16 поразрядно анализирует содержимое регистра 13, При обнаружении единицы в определенном разряде он передает н блок 14 адоес строки, которую необходимо опросить °

Сигнал с соответствующего выхода блока

14 по шине 9 стробирует по входам 4 элементы И 18 блока 3 строки, в которой было обнаружено изменение состояния датчика, Считываемые при 40 этом колы состояния датчиков по шинам

10, через регистр 13 и блок 15 посту; «юг н блок 16. Принятая информация провеояется и обрабатывается блоком

>r, 45

При поиске датчиков, изменивших состояние, анализируется одна координата матрицы (регистр 131, При этом опрашиваются не сами датчики, которые могут быть удалены на значительное расстояние, а регистр 13, расположенный в непосредственной близости от устройства 16, В результате скорость поиска определяется только быстродействием электронных блоков

13,15 и 16 и не зависит от размеров матрицы, В процессе сбора информации в устройстве коды состояния считываются не со всех строк, а только с тех, в которых имело место изменение состояния датчиков.

Таким образом, в устройстве сокращается как время поиска инфоомапии об изменении состояния датчика, так и время считывания этой информации.

В устройстве для передачи известительных и информационных сигналон используются одни и те же элементы (шины 10 и регистр 13 ), что дает значительную экономию оборудования, При этом в устройстве предусмотрена защита от взаимного наложения из— вестительных и информационных сигналов (разделение информационного и известительного каналов), Для этого, во-первых, длительность импульсон, поступающих с формирователя 8 задана такой, что она превышает время считывания кодов состояния с одной строки и, во-вторых, информация с блоков 3 передается н виде помехозащищенных кодов.

Анализируя содержимое регистра 13 до и после считывания кодов состояния блок 16 обнаружит известительные сигналы независимо от характера наложения их на принимаемую информацию, Проверяя верность кодов состояния блок 16 обеспечивает защиту от наложения на них известительных сигналов (путем повторного считывания строк).

В устройстве отсутствуют коллизии, при которых не могут быть обнаружены датчики, изменявшие свое состояние, Наличие блоков 3 уменьшает количество линий связи (шин 10) и число разрядов в регистре 13, Формула изобретения

Устройство для сбора дискретной информации, выполненное в виде матрицы, содержащей узлы сопряжения с дат и— ками,установленные в точках пересечения информационных шин и шин опр.;"а;ъчодключенные к выходам блока опроса,вход которого через блок связи соедичен с блоком обработки и управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, то, с целью повышения быстродейс вЂ,Bè÷ уст858056

1, Авторское

9 528562, кл, G

2, Авторское

Ю 390549, кл. G (прототип). свидетельство СССР

06 F 3/04, 1976. свидетельство СССР

08 Д 19/16, 1973

15 ройства и его помехоустойчивости в него введены регистр приема информации, шины известительных сигналов, и в каждый узел сопряжения с датчиками я элены блок помехоэащищенного, кодирования, повторитель сигналов, формирователь импульсов, первый выход ,повторителя сигналов подключен к одному иэ входов блока помехозащищенного кодирования, второй выход соединен со входом формирователя сигналов, выходы формирователей сигналов узла сопряжения с датчиками подключены к шинам известительных сигналов, каждая иэ которых соединена с соответствующей информапионной шичой матрицы, информапионные шины матрииы подключены ко входам регистра приема информации, выход которого соединен со входом блока связи, вход блока помехоэащищенного кодирования каждого узла, сопряженного с датчиками, подключен к соответствующей шине опроса матрииы, выходы соединены с информапионными шинами матрицы.

Источники информатики, принятые во внимание при экспертизе

858056

Фма 2

Фюа 3

Составитель Н,Лысенко

Редактор A,Øèøêèíà Техред А, Бабинец Корректор Г. Решетник.

Заказ 7252/83 Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д,4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4