Устройство для программного управления с самоконтролем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАМ- МНОГО УПРАВЛЕНИЯ С САМОКОНТРОЛЕМ, содержащее программный блрк, по числу исполнительных механизмов блоки управления, каждь1й из которьпс ятиой пнтаиия подключён к выходу источника питания, а выходом - к первому входу соответствующего ключа и через соответствующий элемент смещения - к второму входу соответствующего ключа и к входу соответствующего исполнительного механизма , блок контроля, связанный первыми входами с выходами ключей, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности устройства в него йведены блок синхронизации , дешифратор, группа первых элементов И, второй и третий элемент Иj блок сравнения, элемент развязки, при этом каждый блок управяепяя содержит четвертьй, пятый и шестой элементы И и триггер, а блок контроля - первые и второй эле|менты сравнения, шифратор, сёдьMbfe элементы И и сигнальное та:бло. Подключенное первыми входами к соответствующим первым входа.м блока контроля и к первым входам соответ-,. ствующих первых элементов сравнения , а вторыми входами - к соответствующим вторым входам блока контроля и к первому входу соответствующего седьмого элемента И, соединенного выходом с входом шиф-ратора , а вторым входом - с выходом соответствующего дервого элемента сравнения, подключенного вторым входом к выходу второго элемента сравненияj связанного-первым входом с шиной Выключено программного блока и с первым входом третьего элемента и, а вторым входом - с шиной Реализация программного блока , с первым и с вторым входами (Л соответственно второго и третьего элементов И и через элемент развязки - с выходом блока синхронизагщи, с синхронйзируюпщм входом блока сравнения и с первыми входами первых элементов- И, подключенных вторыми входами к первым инф|Ормационным входам блока сравнения и к ина формационным вьпсодам программного о &о блока, а -выходами - к входам дешиф ратора , соединенного выходами с соО ртветствующими вторыми входами бло;о ка конт{)оля, с первыми входами чет-г вертых элементов И и с первыми входами пятых элементов И, подключенных вторыми входами к выходу третьего элемента И, а выходом - к первому входу соответствующего триггера, связанного вторым входом с выходом . соответствующего четвертого элемента И, а прямым вьгходом - с первым входом соответствующего шестого элемента И, подключенного вторым входом -к шине питания блока управления.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПжЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ОБРЕ Ний ОтНРЫТИ (21) 3682327/24-24 (22) 30. 12. 83 (46) 07.06.85. Бюл. 9 21 (72) В.И. Ноянов и В.И. Черных (53) 621.503.55(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 890363, кл. С 05 В 19/18. 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

У 957133, кл. С 01 R 31/02, 1980 (прототип). (54 )(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАМ- ИНОГО УПРАВЛЕНИЯ С САМОКОНТРОЛЕМ, содержащее программный. блок, по числу исПолнительных механизмов блоки управления, каждый из.которых

\ шиной питания подключен. к выходу источника питания, а выходом — к первому входу соответствующего ключа и через соответствующий элемент смещения — к второму входу соответствующего ключа -и к входу соот- ветствующего исполнительного механизма, блок контроля, связанный первыми входами с выходами ключей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, -с целью повышения надежности устройства, в него введены блок синхронизации, дешифратор, группа первых элементов И, второй и третий элемент И, блок еравнения, элемент развязки, при этом каждый блок управления содержит четвертый, пятый и шестой элементы И и триггер, а блок контроля - первые и второй, элементы сравнения, шифратор, седьмые элементы И и сигнальное табло, йодключенное первыми входами к соответствующим первым входам блока контроля и к первым входам соответ-,.

ÄÄSUÄÄ 1160369 А

4(5l) С 05 В 19 18 С 05 В 23/02 ствующих первых элементов сравнения, а вторыми входами — к соответствующим вторым входам блока контроля и к первому входу соответствующего седьмого элемента И, соединенного выходом с входом шиф. ратора, а вторым входом — с выходом соответствующего первого элемента сравнения, подключенного вторым входом к выходу второго элемента сравнения, связанного первым входом с шиной "Выключено" программного блока и с первым входом третьего элемента И, а вторым входом — с шиной "Реализация" программного блока, с первым и с вторым входами соответственно второго и третьего элементов И и через элемент развязки — с выходом блока синхронизации, с синхронизир ющим входом блока сравнения и с первыми входами первых элементов. И, подключенных вторыми входами к первым информационным входам блока. сравнения и к информационным выходам программного блока, а выходами †. к входам дешнф— р»ора соединенного выходами с соответствующими вторыми входами блока контроля, с первыми входами четвертых элементов И и с первыми входами пятых элементов И, подключен.— ных вторыми входами к выходу третье.го элемента И, а выходом — к первому входу соответствующего триггера, . связанного вторым входом с выходом соответствующего четвертого элемента И, а прямым выходом — с первым входом соответствующего шестого элемента И, подключенного вторым входом

-к шине питания блока управления, s выходом - к выходу"соответствующего блока управления, причем второй вход четвертых элементов И соединен с выходом второго элемента

И, а выходы шифратора — с вторыми

1160369 информационными входами блока сравнения, подключенного выходом к входу программного блока, связанного шиной "Включено" с вторым входом второго элемента И.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано при создании автоматизированных систем управлеийя технологическими процессами. S

Известно устройство для .управления, в котором для проверки правильности функционирования блока ввода программ и исправности дешифратора использован блок заар4ты объекта по 30 критериям готовности, включающий анализатор, имитатор объекта ynpasления и трн узла контроля готовности устройства к работе P1).

Однако оно предусматривает проведение контрольных операций только лишь в подготовительный период, в ряде случаев за несколько часов либо суток до выполнения технологических работ, и поэтому те неисп- уО равности в схеме устройства, которые могут возникнуть в этот проиежуток времени, остаются необнаруженными, так как в процессе выполнения технологических операций контроль за 25 прохождением команд управления на исполнительные механизмы не ведется, что является недостатком устройстВЭ °

Иаиболее близким техническим ре— шениеи к изобретению является устройство для управления н контроля исправности электрических цепей, содержащее источник питания, выход которого соединен с одним из входов блока выбора режима работы, другой вход которого соединен с одним из выходов программного блока, блоки управления, первые входы которых соединены с соответствующими други- 4О ии выходами программного блока, а вторые через шины питания — с выходом блока выбора режима работы, элементы смещены с ключами по числу исполнительных механизмов и конт2 рольный блок, выход которого соединен с входом программного блока, его входы " с выходами ключей, первые входы которых соединены с входами соответствующих элементов смещения и с выходами соответствующих блоков управления, а вторые входы ключей соединены с выходаии соот" ветствующих элементов смещения н с входами соответствуюпв4х исполнительных механизмов 523.

В устройстве контроль правильности функционирования программного блока н работоспособности его схемных элементов осуществляется по сигналам обратной связи, формируемым электронными ключами в момент реализации команд управления. Поэтому неисправности в схеме устройства, связанные с искажением этих команд, могут быть выявлены только лишь после того, как они будут выданы в объект управления, когда исправить обнаруженную ошибку не представляется-возиожным.

Таким образом, недостатком известного устройства является невозможность контроля исправности тракта трансляции управляющих команд на блоки управления исполнительными механизмами до их реализации.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программного управления с самоконтролем, содержащее программный блок ° по числу Ifñïîëíèòåëüíûõ механизмов блоки управления, кажпый нз которых подключен шиной питания к выходу источника литания, а выходом — к первому входу соответствующего ключа и через соответствующий элемент смещения — к второму входу соответствующего ключа и к входу соот3 1 ветствующего исполнительного механизма, блок контроля, связанный первыми входами — с выходами ключей, введены блок синхронизации, дешифратор, группа первых элементов

И, второй и третий элементы И, блок сравнения и элемент развязки, при этом каждый блок управления содер жит четвертый, пятый и шестой элементы И и триггер, а блок контроляпервые и второй элементы сравнения, шифратор, седьмые элементы И и сигнальное табло, подключенное первыми входами к соответствующим первым входам блока контроля и к первым входам соответствующих первых элементов сравнения, а вторыми входами — к соответствующим вторым . входам блока контроля и к первому входу .соответствующего седьмого элемента И, соединенного выходом с входом шифратора, а вторым входом с вйходом соответствующего первого элемента сравнения, подключенного вторым. входом к выходу второго элемента сравнения, связанного первым входом с шиной "Выключено" програимнс го блока и: с первым входом третьего элемента И, а вторым входом— с am oN "Реализация" программного блока, первым и с вторйм входами соответственно второго и третьего элементов И и через элемент развязки. — с выходом блока синхронизации, с синхронизирующим входом блока срав нения и с первыми входами первых эле ментов И, подключенных вторыми входами к первым информационным входам блока сравнения и к информационным выходам программного блока, а выхо- . дами — к входам дешиФратора, соединенного выходами,с соответствующими вторыми:входами блока контроля, с первыми входами четвертых элементов И и с первыми входами пятых элементов И, подключенных вторыми входами к вйходу третьего элемента а выходом — к первому входу соответствующего триггера, связанного вторым входом с выходом соответствующе-о четвертого элемента И, а прямым выходом — с первым входом соответствующего шестого элемента И, подключенного вторым входом K шине питания блока управления, а выходом — к выходу соответствующего блока управления, причем второй вход четвертых элементов И соединен.с выходом второго элемента И, а выходи-.

160369 4 шифратора — с вторыми информационны ми входами блока сравнения, подключенного выходом к входу программного блока, связанного шиной "Включено" с вторым входом второго элемента И.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема программного блока;. на

1О фиг. 3 — то же, блока управления; на фиг. 4 — то же, блока равнения; на фиг. 5 — то же; блока контроля, на фиг. 6 — то же, пульта управле-. ния, на фиг. 7 — эпюра напряжения, поступающего на сигнальное табло

15 блока контроля.

Устройство содержит программный блок 1, блоки 2, — 2„ управления, исполнительные механизмы 3 „ — 3, источник 4 питания, элементы 5„ — 5„

20 смещения, ключи 6 1 — б„, блок 7 конт.роля, группу первых элементов И

8„ - 8„, второй элемент И 9, дешиф" ратор lO, блок 11 синхронизации, элемент 12 развязки, блок 13 сравнения, третий элемент И 14, первую

15, и вторую 15, шины признаковых команд "Выключено", "Включено", шину 16 "Реализация" команд. 30

В предлагаемом варианте программный блок 1 (фиг. 2) содержит генератор 17 импульсов. восьмые элементы И 18Ä вЂ” 18, счетчик 19, пер- . вые элементы 20„, 20, ..., 201, совпадения, количество которых равно числу формируемых блоков 1 управ3» ляющих команд, вторые элементы

21„, 21, ..., 21, развязки, вторые шифраторы 22,, 22, .... 22 „ вторые триггеры 23„, 23, .... 23, 40 по числу разрядов командного слова, и девятые элементы И 24,, 24

24„, пульт 25 управленйя, третий триггер 26, элементы 27 и

27 задержкй времени и коммутирую4» щий элемент 28.

Блоки 2 управления (фнг. 3) включают четвертый 29„ и пятый 29> элементы И, первый триггер 30 и шестой элемент И 31.

»0 Блок 13 сравнения кодов (фиг. 4) включает десятые элементы If 32,, 322% "., 32Ч, элементы 33.1, 332

33> сравнения двоичных кодов и одиннадцатый элемент И 34.

Впок контроля 7 (фиг. 5) содержит сигнальное табло 35, 35-, 35„, включающее двенадцатые, элементы -И 361, 36, резистор 37 и

1160369

5 сигнальный транспарант 38, первые элементы 39„, 39, ..., 39„ сравнения, седьмые элементы И 40„, 40, ..., 40» шифратор 41 и второй элемент 42 сравнения.

Пульт 25 управления (фиг. Ь) содержит ключ 43 выбора режима работы, четвертый триггер 44, кнопки

45 » 452 ..., 45„ кодонабирателя

46» пятые триггеры 47„, ..., 47„ шифратор 48, элемент 49 задержки времени H тринадцатый элемент И 50, Устройство работает следующнм образом.

Программный блок 1 запускается в. работу нажатием ключа 43 (в сторону,АВТ)» расположенного на пульте

25 управления. При этом переключается триггер 44, вследствие чего снимается напряжение с его инверсного выхода (с общей шины кодонабирателя 46) и подается потенциальный сигнал на входы элементов И 24,, 24,, ..., 24,и 18„. Последний открывается и импульсы напряжения с выхода генератора 17 начинают поступать на вход счетчика 19. Каждый из элементов 201 202 ., 20 совпадения настроен йа определенную временную установку, по истечении которой он .Формирует на своем выходе импульс напояжения, поступающий на вход соответствующего шифратора 22„, 22, ..., 22„,, где он преобразуется в кодовую команду, .обозначающую ее адрес, например порядковый номер блока 2 управления, состояние которого необходимо изменить» и признак исполнения. Адресная информация, например, в виде двоичного либо двоично-десятичного . кода, поступает на информационные входы триггеров 23„, ..., 23, а признаковая — на вход одного из триггеров 231, 23„ . Одновременно управляющий импульс напряжения с выхода элемента 20 через элемент

21 развязки транслируется на входы элементов 18 и 27, посредством которых он поочередно коммутируется на шину 16 (реализации команд),. а затем после срабатывания элемента

27 задержки — на шину записи триго герои 23„,,, 23 (через элемент

И 18 ). По:поступлении этого импульса триггеры, информационные входы которых имеют электрические сигналы . соответствующие, например, логической "1", переключаются в единичное состояние н тем самым запомина. ют сформированную кодовую команду.

Последняя через открытые элементы

И 24,, 24, .... 24,„ транслируется на выходы программного блока 1 и далее на первые входы элементов

И 8„, 8,, 9„, 9 и на первые входы блока 13.

Адресная информация с выходов

10 элементов И 8, ..., 8 „ поступает на выходы дешифратора 10, где она преобразуется в единичный сигнал, возбуждаемый с частотой настройки блока 11 синхронизации (мультивибИ ратора) на одном из его выходов.

Этот пульсирующий сигнал адресуется на первые входы элементов И 29

29» соответствующего блока 2 управления и далее на один из вторых зр входов контрольного блока 7. Последний в зависимости от признака сформированной команды следующим образом обрабатывает поступивший сигнал у5 Если записанная триггерами 23,, 23, ..., 23 команда предназначена для включения какого-либо испол" нительного механизма, например 3„, то сигнал с соответствующего первого входа блока 7 адресуется.на первый вход элемента И 40„ и через элемент U 36» на сигнальный транспарант 38„, по которому осуществляется визуальный контроль за подачей рабочего напряжения на исполнительный механизм 3„ . Этот транспарант прерывисто загорается с частотой настройки блока 11 синхронизации (мультивибратора) (участок фиг. 7), предупреждая операторов о поступлении. очередной управляющей команды на блок 2„ . Что касается элемента И 40„, то он находится в открытом состоянии, так как сигналы на входах элемента 39 сравне1 ния отсутствуют (совпадают) и .на

-его выходе сформирована логическая

"1". Поэтому контрольный сигнал соответствующего первого входа блока 7 транслируется на первый вход шифратора 4.1, преобразуется в адресный код и передается для сравнения на второй информационный вход блока 13.

Сравнение кодов в блоке 13 происходит при полностью исправной схеме трансляции управляющей команды на участке "Выходы программного блока — вход блока 2„ управления", 1160369

Переключение блока 2„в рабочее состояние осуществляется в момент формирования очередной управляющей .команды в программном блоке 1. При этом импульс напряжения с выхода 5 соответствующего элемента 20„, Ъ

20 совпадения через элемент 21

21 развязки и элемент И 1. поступает на шину 16 реализации команд, вследствие чего открывает- 10 ся элемент И 9 и появляется электрический сигнал на входе 15„ "Включено".. В блоке 2„ адресный и признаковый сигналы суммируются элементом

И 29» переключая в единичное сос" 15 тояние триггер 30 и тем самым открывая элемент 31. В цени исполнительного механизма 3„ появляется электрический ток, под действием которого он переводится в рабочее 20 состояние, а на элемен=е 5„, смещения создается падение напряжения, открывающее электронный ключ 6, .

На первый вход блока контроля ? поступает сигнал обратной связи, 25 подтверждающий включение исполнительного механизма 3„, где он трансформируется в адресный код и вновь е передается в блок 13 для контроля исполнения команды. А именно: на элементе 39 он сравнивается е еди-.

1 ничным сигналом, транслируемым с выхода 16 через элемент 42 на другой вход элемента 39„ и на выходе последнего формируется логическая

t1 I I ° элемент И 40 продолжает

35 ч оставаться открытым (сигнал на первом входе блока контроля 7 присутствует до снятия .команды "Реализация .) и поэтому н вьпсоде шифратора 41 адресный код остается неизменным.

По истечении промежутка времени, равного настройке элемента 27 задержки, элемент И 18 закрывается, а элемент 18 открывается, что следующим образом видоизменяет состояние схемы: снижается напряжение шины 16 "Реализация", в триггеры 23, ..., 23 записывается новая кодовая команда, поступление которой на соответствующий блок

2 .управления контролируется авто матически и визуально в указанной последовательности, транспарант 38„, на время включения исполнительного механизма 3 остается запитанным

1 через гасящий резистор 37 и горит, например, в полнакала (участок рис. 7).

Если записанная триггерами 23„, 23@ очередная команда предназначена для выключения какого-либо исполнительн,эго механизма, напри-. мер, 3„, то контрольный блок 7 следующим образом преобразует ее в ад- ресный сравнивающий код: сигнал на выхопе элемента 42 сравнения равен логической "1", так как на один из его входов поступает напряжение с выхода триггера 23 блока 1 (на выходе f5, ); сигнал на выходе элемента 39 сравнения, относящегося ч к первому каналу управления,. также равен логической "1", поскольку на первьпЪ вход блока 7 в это время поступает напряжение с выхода (электронного) ключа 6„; элемент

И 40„открывается с частотой настройки мультивибратора 11 за счет поступления на первый вход адресного сигнала с выхода блока 2„; в интервалы времени, соответствующие открытому состоянию элемента И 40,, на выходах шифратора 41 формируется адресный код, который транслируется для сравнения в блок 13; напряжение на транспаранте 38„ изменяется так, как это показано на фиг. 7 (участок — Е }, придавая его свечению специфическую окраску и предунреждая тем самым операторов о поступлении на блок 2„ управляющей команды с признаком "Включено ; в

Ъ момент реализации этой команды на второй вход элемента 42 сравнения поступает сигнал с шины 16 и на его выходе формируется логический 0; после обесточивания исполнительного механизма 3, выключает1 ся электронный ключ 6, вследствие чего снимается электрический сигнал с первого входа блока 7, но сигнал на выходе элемента 39„ сравнения продолжает оставаться равным логи" ческой 1 и поэтому остается открытым элемент И 40 (до снятия коман.ды "Реализация"); адресный код на выходе шифратора 4 1 остается неизменным, что обеспечивает автоматический контроль исполнения команды блоком 2„.

Если адресные коды, поступающие на первую и вторую группы входов блока f3 не сравнились по какой-либо причине, например из-за отсутствия

9 t1 сигнала обратной связи с соответствующего ключа 6, то закрывается элемент И 34 и на его инверсном выходе формируется сигнал отбоя, который транслируется на вход программного блока 1 и далее через элемент 27 задержки, необходимый

1 для компенсацИи инерционности срабатывания блбков 2 управления и. например, ключей 6- на вход обнуления триггера 26. Носледний закрывает.элементы И 18„, 18, вследствие чего счетчик 19 прекращает отсчет времени и исключается запись новой команды в триггеры 23„, 233, Упра ение техпроцессом приостанавливается и может быть продолжено после устранения неисправности замыканием коммутирующего элемента 28.

Для переключения устройства в режим ручного управления изменяют состояние триггера 44, например, нажатием ключа 43 в сторону ручки управления, расположенного на пульте 25.

При этом снимается сигнал с вторых входов элементов И 18„, 24„, 24, тем самым исключая из работы йрограммный блок 1, и подаетcs. напряжение на общую шину кодонабирателя 46. Для включения како-, го-либо исполнительного механизма оператор нажимает три кнопки 45,, 45 Π— по одной в старшем, среднем и младшем разрядах — таким образом, чтобы сочетание обозначаемых ими цифр соответствовало порядковому номеру включаемого исполнительного механизма в десятичной

60369 10 системе счисления..Набранная кодовая команда запоминается триггерами 47„ . .. 47 и через нжфратор

48 адресуется на выход программного блока 1. Операт6р пульта 25, убедившись в правильности набора . кода по прерывистому загоранию соответствующего транспаранта на табло 35, реализует команду нажатием

10 клавиши 45З.. При этом открывается элемент И 50 и возбуждается импульс напряжения на выходе 16, а по истечении промежутка времени, равного настройке элемента 49, об15. нупяются триггерь1 471, ... 4739 приводя схему пульта 25 в исходйое состояние. Для выключения какоголибо исполнительного механизма дополнительно нажимает клавишу 45 q.

Таким образом, введение в устройство предупредительной сигнализации адреса поступления управляющих команд, во-первых, повьннает

25 его надежность за счет контроля исправности тракта трансляции командных сигналов на блоки управления до реализации команд, и во-втоpbIx, позволяет 0GBpaTopaM более активно вести контроль за ходом технологического процесса и изменением его функциональных параметров, а при необходимости своевременно вмешиваться в неге с целью предотвращения выдачи в объект управления вэаимопротиворечивых команд. Кроме того, наличие такой сигнализации исключает брак со.стороны обслуживающего персонала при управлении объектом с пульта оператора.

11603б9

1160369

11б0369

1!60369

1160369 Риг. 7

Составитель Н. Горбунова

Техред И.Кузьма Корректор Л. Пилипенко

Редактор А. Шандор

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

Заказ 3713/44 Тираж 863 Подписное

ВНИКНИ Государственного комитета СССР го делам изобретений и открытий

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