ЦИФРОВОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Предлагаемый цифровой вычислительный комплекс системы управления (ЦВКСУ) относится к области вычислительной техники и является одним из элементов различных комплексов средств автоматизации (КСА).
Известна автоматизированная система управления (АСУ) (патент №56673 по МПК G06F 15/00 за 2006 год), содержащая системную шину, посредством которой процессор через устройства обмена данными взаимодействует с источниками информации.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является ЦВКСУ (патент №76732 по МПК G06F 15/16 за 2008 год), содержащий первую и вторую электронные вычислительные машины (ЭВМ), группу автоматизированных рабочих мест (АРМ) 1,…,n операторов управления, группу ЭВМ 1,…,m обмена данными с внешними абонентами, АРМ документирования, ЭВМ обмена данными по командно-сигнальным трактам и пульт управления.
Основными недостатками известных АСУ и ЦВКСУ являются:
- недостаточно высокая надежность функционирования цифрового вычислительного комплекса из-за отсутствия его горячего резервирования;
- подключение различных устройств к пульту управления и цифровому вычислительному комплексу по различным интерфейсам, что снижает надежность комплекса и уровень его унификации;
невозможность управления всеми подключенными устройствами;
- отсутствие информации на пульте управления о техническом состоянии (включении, исправности, загруженных режимах работы и конфигурационных настройках) всех ЭВМ комплекса.
Технический результат и цель заявляемой полезной модели состоят в существенном повышении надежности комплекса за счет горячего резервирования его ЭВМ, а так же в расширении его функциональных возможностей за счет введения в его состав пульта управления на базе типовой ЭВМ и за счет соединения всех элементов комплекса в локальной вычислительной сети (ЛВС), что позволяет взаимодействовать первой и второй ЭВМ и пульту управления цифрового вычислительного комплекса между собой и со всеми остальными элементами КСА, а также за счет соединения первой и второй ЭВМ по собственной независимой ЛВС с целью непрерывного в процессе работы обмена текущей информацией для обеспечения горячего резервирования.
Указанные технический результат и цель достигаются тем, что заявляемый ЦВКСУ, содержащий первую и вторую ЭВМ, группу автоматизированных рабочих мест (АРМ) 1,…,n операторов управления, группу ЭВМ 1,…,m обмена данными с внешними абонентами, АРМ документирования, ЭВМ обмена данными по командно-сигнальным трактам и пульт управления в него дополнительно введены первая и вторая локальные вычислительные сети (ЛВС), при этом, первая и вторая ЭВМ и пульт управления соединены с этой первой ЛВС, к которой подключены также все остальные элементы ЦВКСУ - АРМ операторов управления, ЭВМ обмена данными с внешними абонентами по информационно - управляющим трактам, ЭВМ обмена данными с внешними абонентами по командно - сигнальным трактам, АРМ документирования и построения отчетных документов, вторая ЛВС, соединяет первую и вторую ЭВМ, пульт управления выполнен на базе типовой ЭВМ, например, персональной электронной вычислительной машины (ПЭВМ).
На фиг.1 представлена структурная схема ЦВКСУ с использованием, например, в качестве всех ЭВМ типовых ПЭВМ.
ЦВКСУ содержит первую ПЭВМ 1 и вторую ПЭВМ 2, пульт 3 управления с видеомонитором 3.1, клавиатурой 3.2, трекболом 3.3 (вместо манипулятора типа «мышь») и переключателем 3.4 консоли, первую ЛВС 4, группу 5 АРМ 5.1,…,5.n, группу 6 ПЭВМ 6.1,…,6.m обмена данными с внешними абонентами, АРМ 7 документирования и построения отчетных документов, ПЭВМ 8 обмена данными с внешними абонентами по командно-сигнальным трактам и вторую ЛВС 9.
Все составляющие ЦВКСУ являются комплектующими широкого применения.
Первая ПЭВМ 1 и вторая ПЭВМ 2 и пульт управления 3 соединены с первой ЛВС 4, к которой подключены также все остальные элементы ЦВКСУ - группу 5 АРМ операторов управления 5.1,…,5.n, группу 6 ПЭВМ 6.1,…,6.m обмена данными с внешними абонентами по информационно - управляющим трактам, ПЭВМ 8 обмена данными с внешними абонентами по командно - сигнальным трактам, АРМ 7 документирования и построения отчетных документов, вторая ЛВС 9 соединяет первую ПЭВМ 1 и вторую ПЭВМ 2, пульт 3 управления выполнен на базе типовой ПЭВМ.
ЦВКСУ работает следующим образом.
При включении питания (цепи питания на фиг.1 не показаны, так как в рамках рассматриваемой заявки не относятся к существенным признакам) при исправности обеих ПЭВМ первая из них ПЭВМ 1 становится основной, а вторая ПЭВМ 2 резервной. Основная ПЭВМ 1 начинает периодическую рассылку (например, раз в секунду) всем ПЭВМ, подключенным к ЛВС 4, управляющего сообщения, в котором содержится признак того, какая из двух ПЭВМ 1 или ПЭВМ 2 цифрового вычислительного комплекса в данный момент является основной. Используя этот признак все ПЭВМ (в составе групп 5, 6, АРМ 7 и ПЭВМ 8), подключенные к ЛВС 4, знают, с какой из двух ПЭВМ 1 или ПЭВМ 2 цифрового вычислительного комплекса в данный момент следует работать. В управляющем сообщении от основной машины цифрового вычислительного комплекса содержатся также адресные управляющие признаки каждому из абонентов ЛВС 4 о подключении в работу в каком-либо заданном режиме или об отключении абонента.
Каждый из абонентов ЛВС 4 периодически (например, раз в секунду) посылает основной ПЭВМ комплекса сообщение, содержащее информацию о его состоянии и о состоянии подключенного к нему оборудования. Полученная таким образом информация передается в пульт 3 управления. Состояние абонентов ЛВС 4 отображается на видеомониторе 3.1 пульта 3 управления ЦВКСУ.
Помимо периодически передаваемых в ЛВС 4 управляющих сообщений от основной ПЭВМ и периодически передаваемых в ЛВС 4 сообщений о состоянии от ПЭВМ - абонентов этой ЛВС, предусматривается возможность отправки из основной ПЭВМ какому-либо абоненту ЛВС 4 команды управления. Содержимое команды управления зависит от функциональной принадлежности ПЭВМ абонента ЛВС 4, будь то АРМ группы 5 управления или ПЭВМ группы 6 обмена данными с внешними абонентами системы по каналам связи или какая-либо другая ПЭВМ комплекса. ПЭВМ, получившая команду управления, отвечает квитанцией.
Кроме вышеперечисленных управляющих сообщений и команд управления из основной ПЭВМ ЦВКСУ, сообщений о состоянии и квитанции от абонентов ЛВС 4, между основной ПЭВМ и абонентами ЛВС 4 осуществляется непрерывный обмен информационными кодограммами, собственно и составляющими основную часть работы комплекса.
Управление работой всего комплекса технических средств обеспечивается вводом с пульта 3 управления ЦВКСУ набора признаков, управляющих работой всех ПЭВМ, подключенных к ЛВС 4, и набора дислокационных констант, управляющих работой программ ЦВКСУ.
В процессе работы обе ПЭВМ основная ПЭВМ 1 и резервная ПЭВМ 2 ЦВКСУ взаимодействуют друг с другом по второй ЛВС 9. Из основной ПЭВМ 1 в резервную ПЭВМ 2 непрерывно пересылается вся информация, необходимая для обеспечения горячего резервирования основной ПЭВМ 1 резервной ПЭВМ 2. При отказе основной ПЭВМ 1 в работу автоматически включается резервная ПЭВМ 2, при этом в ней не требуется восстановление информационной обстановки, сложившейся в системе на момент отказа (выхода из строя основной ПЭВМ 1), так как в резервной ПЭВМ 2 вся необходимая информация уже присутствует (горячее резервирование).