Программируемый логический контроллер

 

Изобретение относится к устройствам для программно-логического управления объектами дискретно-циклического действия и может быть использовано в качестве контроллера АСУ технологическими процессами. Цель изобретения - повышение быстродействия и снижение аппаратных затрат. Цель изобретения достигается введением регистров, третьего элемента И, элемента ИЛИ, триггера, элемента задержки . Сущность изобретения состоит в повышении быстродействия путем обеспечения прямого доступа к адресу первой команды, возможности запоминания кода адреса команды, на которой произошло прерывание отработки основной программы, с последующим возвращением к ней, а также в снижении аппаратных затрат за счет уменьшения объема памяти и упрощения управления прохождением сигналов. 5 ил„ а ss (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУРЛИН (5I)5 С 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ц >

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4615290/24 (22) 05,12,88 (46) 07,.05,91, Бюл. 82 17 (12) В.С.Харченко, Г.Н,Тимонькин, В,Н.Шрамко и С,Н,Ткаченко (53) 62 1„503,55(088.8) (56) Унифицированная логическая система управления механизмами УПМ-2.

Техническое описание. — Кировоград, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1302242, кл. G 05 В 19/8, 1985. (54) ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЛЕР (57) Изсбретение относится к устройствам для программно-логического управления объектами дискретно-циклического действия и может быть исИзобретение относится к устройствам для программно-логического уп;равления объектами дискретно-циклического действия и может быть использовано в качестве контроллера

АСУ технологическими процессами, Целью изобретения является повы. шение быстродействия устройства и снижение аппаратных затрат.

Сущность изобретения заключается в повышении быстродействия устройства на основе обеспечения прямого доступа к адресу первой команды и возможности запоминания кода адреса команды, на которой произошло преры- вание отработки основной программы, с последующим возвращением к ней.

Снижение аппаратных затрат обусловлЕ° SU„„ 518 А1 польэовано в качестве контроллера

АСУ технологическими процессами. Цель изобретения — повышение быстродействия и снижение аппаратных затрат.

Цель изобретения достигается введением регистров, третьего элемента И, элемента ИЛИ, триггера, элемента задержки, Сущность изобретения состоит в повышении быстродействия путем обеспечения прямого доступа к адресу первой команды, воэможности запоминания кода адреса команды, на которой произошло прерывание отработки основной программы, с последующим возвращением к ней, а также в снижении аппаратных затрат эа счет умень- а шения объема памяти и упрощения управления прохождением сигналов, 5 ил, но уменьшением объема памяти; упрощением управления прохождения сигналов, 4Ь

Па фиг, 1 представлена функцио- >фью нальная схема программируемого логического контроллера; на фиг, 2-4 — (;р1( временные диаграммы Функционирования ра программируемого логического конт- Я» роллера при отработке основной под- . программы, отработке основной подпрограммы, с прерыванием и при отработке основной подпрограммы с прерыва- В вием и запоминанием; на фиг, 5 — временная диаграмма синхронизации работы программируемого логического устройства.

Программируемый логический контроллер (фиг, 1) содержит блок 1

1647518 сравнения, блоки 2-4 памяти комбинаций состояний, команд включения и отключения и адресов переходов соответственно, генератор 5 синхроимпульсов, первый счетчик 6 импульсов, первый 7, второй 8 и третий 9 элементы И, элемент ИЛИ 10, элемент 1 1 задержки, регистр 12.1 кода адреса и

> регистр 12.2 состояния датчиков, ком- 1g мутатор 13, триггер 14 и блок 15 ин1дикации, На фиг. 1 обозначены выходы

4. 1-4.3, 5. 1-5,2 и 3, 1-3 .2 соответственно блоков 4, 5 и 3.

Блок 1 сравнения предназначен для сравнения .последовательности комбинаций состояний, в которые должны

:перейти датчики, фиксирующие положение механизмов в результате выполнения соответствующих команд, и фактической последовательности комбинаций состояний, в которые перешли датчики в результате „ .выполнения соот-! ветствующей команды, и выдачи на ос новании этого сравнения сигнала на переход к..очередной микрокоманде подпрограммы.

Блок 2 памяти используется для хранения последовательности комбинаций состояний, в которые должны перей-. 0 ти датчики, Фиксирующие положение механизмов в результате выполнения ,соответствующих команд. Блок 3 памяти предназначен для записи последовательности комбинаций команд на включение и отключение механизмов. Во всех строках блока один разряд выделен для программирования конца подпрограммы (П), Блок 4 памяти используется для за- <о писи адресов переходов к новой подпрограмме в программе в результате отработки очередной подпрограммы или в случае необходимости перехода к аварийной подпрограмме. Во всех стро- 45 ках блока 4 памяти один разряд выделен для программирования признака запоминания адреса микронрограммы, на которой прервана отработка подпрограммы в результате отработки следующего шага,. не содержащий признака прерывания, Генератор 5 синхроимпульсов используется для Формирования и выда-" чи импульсов положительной полярности с целью синхронизации работы все55

ro контроллера (фиг, 5), Счетчик 6 синхроимпульсов предназначен для хранения и выдачи информации об адресе

MHKЫîìa>ð» содержащейся в первом

2 и втором блоках пам ти Первый элемент И 7 предназначен для формирования сигнала, переключающего счетчик 6 импульсоз в очередное состояние (n+1). Второй элемент И 8 и элемент 11 задержки используются для формирования сигнала, обнуляющего триггер 14. Третий элемент И 9 и элемент ИЛИ 10 используются для упрasления режимом работы устройства, Регистр 12,1 предназначен для приема, хранения и выдачи кода адреса микрокоманды, на которой произошло прерывание основной подпрограммы аварийной. Причем запись информации в регистр 12.1 осуществляется по синхроимпульсу, при наличии на входах

V< и V высокого потенциала. Регистр

12,2 предназначен для хранения информации о состоянии датчиков. Запись информации происходит по синхроимпульсу Ф . Это обеспечивает устойчивую работу устройства.

Коммутатор 13 используется для обеспечения записи информации об адресе первой микрокоманды подпрограммы в счетчик импульсов с регистра 12 или блока 4 памяти, Триггер 14 используется для управления прохождением информации через коммутатор 13, Блок 15 индикации предназначен для отображения информации, используемой для диагностирования неисправностей: номера строкч подпрограммы, на которой произошла остановка (c выхода счетчика 6 импульсов), о состоянии входов и выходов контроллера, а с первого выхода блока 1 сравнения выдается информация о датчиках,факти— ческое состояние которых не соответствует запрограммированному, В каче стве датчиков состояний и датчиков условий переходов могут быть использованы как собственно датчики, устанавливаемые на механизмах, так и органы управления и защиты, сигналы уп равления информационных и электрических блокировок от других устройств.

В качестве блоков памяти могут применяться, например, программируемые постоянные запоминающие устройства различных типов, Принцип работы программируемого логического контроллера заключается в следующем.

Установка программируемого логического контрс-лера в исходное сос164 тояние осуществляется при помощи внешнего импульсного сигнала начальной установки (цепь качалкой установки на фиг. 1 не Ьокаэана) и состоит в обнулении счетчика 6. Процесс обработки управляющей программы состоит из анализа комбинаций состояний датчиков условий перехода (состояний внешней среды) и формирования начального адреса подпрограммы, собственно отработки выбранной подпрограммы, причем анализ состояния внешней среды осуществляется параллельно и независимо от отработки подпрограммы.

При подаче сигнала начальной установки счетчик 6 обнуляется, При этом с первого выхода блока 3 памяти на управляющий объект выдаются записанные в строке с адресом, соответствующим выходу счетчика 6, в данном случае нулевым, команды управления, срабатывают соответствующие механизмы, а следовательно, и датчики, т.е. выполняется первая команда первой подпрограммы, Образовавшаяся комбинация фактических состояний датчиков цикла сравнивается при помощи блока сравнения с комбинацией состояний, прочитанной из блока 2 памяти по тому же адресу, При совпадении фактической комбинации состояний с запрограммированной и отсутствии сигналов на выходе 3.2 блока 3 памяти и выходе 4,2 блока 4 памяти сигнал совпадения сравниваемых комбинаций с выхода блока 1 сравнения открывает элемент И 7 и импульс с выхода 5,1 генератора 5 синхроимпульсов переключает счетчик 6 в следующее состояние, т,е, происходит обращение к следующей команде подпрограммы.

Этот процесс продолжается до появления.на выходе 3,2 блока 3 памяти единичного сигнала "Конец подпрограммы". При появлении этого сигнала элемент И 7 запирается высоким потенциалом с выхода элемента ИЛИ 10 и этот же сигнал разрешает прохождение сигнала через элемент И 9 на синхровход счетчика 6 ° По этому сигналу осуществляется запись адреса следующей команды блока 4 памяти через коммутатор 13. Адрес новой команды содержится в блоке 4 памяти в строке с адресом, соответствующим текущему сос,:тоянию датчиков. При записи в счет7518 6 чик 6 нового адреса происходит переключение блоков 2 и 3 памяти, при этом исчезает сигнал с выхода 3.2 блока 3 памяти, Следовательно, элемент

И 9 закрывается, а первый элемент И 7 открывается, Дальнейшая работа контроллера аналогична до момента. перехода управляемого объекта в аварийное состояние, 10

25 тояния датчиков с запрограммированным, т.е. отсутствует сигнал на выходе блока 1 сравнения. Высокий потенциал сигнала Пр с выхода элемента

ИЛИ 10 закрывает элемент И 7 и открывает элемент И 8 для прохождения следующего синхроимпульса на синхровход счетчика б. По этому синхросигналу происходит запись адреса аварийной подпрограммы в счетчик 6, Дальнейшая отработка подпрограммы проис30 ходит аналогично.

Некоторые отличия в работе схемы существуют при переходе и отработке аварийной подпрограммы в случае необходимости запоминания адреса строки, на которой прервана отработка основной подпрограммы, О необходимости запоминания адреса отрабатываемой строки показывает сигнал с выхо40 да 4.3 блока 4 памяти, Этот сигнал появляется .одновременно с сигналом прерывания. При этом сигнал прерывания проходит через элемент ИЛИ 10, закрывает элемент И 7 и открывает элемент И 9, а сигнал запоминания

45 разрешает запись информации и регистр

12.1. Следующий синхросигнал с выхода генератора 5 синхроимпульсов передним фронтом производит: запись информации с выхода счетчика 6 в регистр 12.1 и с выхода 4,1 блока 4 памяти через коммутатор 13 в счетчик б, а задним фронтом переключает триггер

14 s единичное состояние. При этом с выхода 3„ 1 блока 3 памяти на управляемъж объект -выдаются записанные на данной строке подпрограммы комачды управления, Датчики переходят в следующее состояние„

Это состояние фиксируется блоком

4 памяти, При этом на выходе 4.2 блока 4 памяти появляется сигнал прерывания (Пр), а на выходе 4, 1 — адрес подпрограммы, которую необходимо реализовать для вывода управляемого объекта из аварийного состояния, В такой ситуации в блоке 1 сравнения не происходит сравнение фактического сос1647518 ю связи с этим элемент И 9 закрывается, а .элемент И 7 пропускает следующий .синхроимпульс на счетный вход счетчика 6, т.е, происходит обращение к следующей строке блоков 2 и 3 памяти. Этот процесс продолжается до момента появления сигнала конца под:программы, По этому сигналу закрывается элемент И 7 и открывается элемент И 9. Следующий синхроимпульс, нроходя через третий элемент И 9, разрешает запись информации в счетчик б с выхода регистра 12.1. Таким .образом, происходит возвращение к

;той строке подпрограммы, по которой произошло прерывание, и одновременно происходит переключение триггера

14 в нулевое состояние, т,е, информавдонный вход счетчика 6 подключается; 2О к выходу блока 4 памяти. В дальнейшем отработка подпрограммы продолжа= ,ется аналогично.

В случае, если на маком-либо шаге подпрограммы произойдет выход из строя или поломка механизма или дат- чика.(но не приводящие к аварийной ситуации), переход к следующей строке подпрограммы не происходит (так как не может сработать блок 1 срав- Д нения, а на блок 15 индикации выдается информация, используемая для диагностирования неисправностей: номер строки подпрограммы, на который произошла остановка (с выхода счетчика 6), о состояниях входов и . выходов контроллера. После устранения выявленной неисправности устройство продолжает отработку подпрограмм.

Технико-экономическое преимуще- 1п ство предлагаемого контроллера по сравнению с известным заключается в повышении быстродействия на основе обеспечения прямого доступа к адресу первой команды новой подпрограммы, хранящейся в блоке памяти, а также возможностью. программируемого запоминания адреса строки, на кото рой произошло прерывание отработки основной программы, и снижение аппаратурных затрат, обусловленное уменьшением объема памяти и упрощением управления прохождением сигналов, Формула изобретения

Программируемый логический контроллер, содержаший блок памяти комбинаций состояний, 6JIQK памяти команд включения и.отключения и блок памяти адресов переходов, первый счетчик импульсов, первый и второй элементы

И, генератор синхроимпульсов, блок сравнения, коммутатор и блок индика у и, причем первый вход блока изыди; кацйи подключен к выходу блока памяти комбинаций состояний, выход счетчика импульсов соединен с адресными входами комбинаций блока памяти комбинаций состояний и блока памяти команд включения и отключения, второй вход блока индикации соединен с выходом блока сравнения, третий вход— с информационным выходом счетчика импульсов, четвертый вход — с информационным выходом блока памяти команд включения и отключения и выходом программируемого логического контроллера, второй выход блока сравнения соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом, генератора синхроимпульсов, выход первого элемента И подключен к счетному входу счетчика импульсов, второй выход блока памяти команд включения и отключения подключен к первому входу второго элЬмента И, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения аппаратных затрат, он содержит регистр кода адреса и регистр ,состояния датчиков, третий элемент И, элемент ИЛИ, триггер, элемент задерж.ки, причем информационный вход регистра кода адреса подключен к выходу счетчика импульсов, первый вход элемента ИЛИ соединен с первым выходом блока памяти адресов перехода, . второй вход соединен с вторым выходом блока памяти команд включения и отключения, выход элемента HJM соединен с третьим входом первого элемента

И, второй вход второго элемента И подсоединен к выходу третьего элемента И, выход второго элемента И через элемент задержки соединен с нулевым входом триггера, выход элемента

ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подсоединен к первому выходу генератора синхроимпульсов, выход третьего элемента И соединен с синхровходом счетчика импульсов, синхровход кода адреса регистра и триггера соединен с первым выхором генератора импульсов, второй выход блока памяти адреса перехода с<;:--динен с управляющим

164

7518

V j-входом регистра кода адреса и с единичным входом триггера, инверсный выход которого подключен к управлякицему 1 -входу первого регистра кода адреса, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого подключен к третьему выходу блока памяти адреса перехода, первый управляющий вход соединен с вторым выходом блока памяти команд включения и отключения, второй управляющий вход подключен к прямому выходу триггера, третий управляющии вход - к выходу элемента ИЛИ, выход коммутатора соединен с информационным входом счетчика импульсов, второй выход генератора синхроимпульсов подключен к синхровходу регистра состояний датчиков, информационный вхоц которого является входом контролле1О ра, выход состояния датчиков регистра подключен к второму информационному входу блока сравнения, к адресному входу блока памяти адреса перехода и второму входу блока индикации, 15

1647518

ROH

ЯО

164У518

ЖиИ

" гк

Фщ.5

Составитель И,Швец

Редактор И,Шулла Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Заказ 1398 Тираж 489 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113D35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101