Устройство для программного управления

 

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для автоматического управления различными технологическими процессами. Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей за счет использования условных переходов. Устройство содержит блок ввода, ячейки управления и исполнительные элементы, соединенные между собой через шину, входы последовательного считывания' программы, входы условных переходов, входы безуслсзного Перехода, выходы. Каждая ячейка управления содержит генератор импульсов, злементы ИЛИ-НЁ, инвертор, шифратор, мультиплексор, демультиплексор и счетчик шагов программы. Ячейка управления реализует последовательное считывание программы, условный переход на заданный в шифраторе шаг программы, а также безусловный переход на первый шаг программы. Программирование устройства заключается в подключении через шину сигнальных выходов блока ввода и командных выходов ячеек управления к входам каждой из зтих ячеек в заданной циклограммой последовательности, а их управляющих выходов - к исполнительным элементам. Устройство позволяет быстро составлять и изменять программу, не требуя при этом изменений в аппаратных средствах и знаний в программировании. 3 ил.(ЛсИзобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для автоматического управления различными технологическими процессами и объектами с альтернативными вариантами взаимодействия входящих в них механизмов.Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей за счет использования условных переходов.На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема ячейки управления; на фиг. 3 - диаграмма работы ячейки управления.Устройство содержит блок 1 ввода, ячейки 2.1-2.t управления, исполнительные элементы 3. шину 4. входы 5.1-5.t последовательного считывания программы, входы 6.1-7.t услрвных переходов, входы 7.1-7.t безусловного перехода, командные и управляющие выходы 8.1-8д. Каждая ячейка 2 управления содержит мультиплексор 9, ге-VJоЮюS

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s G 05 В 19/18

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4754741/24 (22) 18.09.89 (46) 30.01.92. Бюл. hh 4 (71) Омский научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) Г.Е. Косинцев (53) 621,503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 421978, кл. G 05 В 19/18.

Авторское свидетельство СССР.

М 1324012, кл. G 05 В 19/18, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для автоматического управления различными технологическими процессами.

Цель изобретения — упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей за счет использования условных переходов. Устройство содержит блок ввода, ячейки управления и исполнительные элеИзобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для автоматического управления различными технологическими процессами и объектами с альтернативными вариантами взаимодействия входящих в них механизмов.

Цель изобретения — упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей за счет использования условных переходов.

„„Я „„1709270 А1

1 менты, соединенные между собой через шину, входы последовательного считывания программы, входы условных переходов, входы безуслгэного перехода, выходы. Каждая ячейка управления содержит генератор импульсов, элементы ИЛИ-НЕ, инвертор; шифратор, мультиплексор, демультиплексор и счетчик шагов программы. Ячейка управления реализует последовательное считывание программы, условный переход на заданный в шифраторе шаг программы, а также безусловный переход на первый шаг программы. Программирование устройства заключается в подключении через шину сигнальных выходов блока ввода и командных выходов ячеек управления к входам каждой из этих ячеек в заданной циклограммой последовательности, а их управляющих выходов — к исполнительным элементам.

Устройство позволяет быстро составлять и изменять программу, не требуя при этом изменений в аппаратных средствах и знаний в программировании. 3 ил.

Н а фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема ячейки С3 управления; на фиг. 3 — диаграмма работы ячейки управления.

Устройство содержит блок 1 ввода, ячейки 2.1-2 т управления, исполнительные элементы 3, шину 4, входы 5.1-5л последовательного считывания программы, входы

6,1-7л условных переходов, входы 7.1 — 7л безусловного перехода, командные и управляющие выходы 8.1 — 8т. Каждая ячейка 2 управления содержит мультиплексор 9, ге1709270 нератор 10 импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 11, инвертор 12, элементы ИЛИ-НЕ 13, 14, шифратор 15, демультиплексор 16, счетчик 17.

Блок 1 ввода обеспечивает согласование уровней напряжения сигналов, поступающих от датчиков, взаимодействующих с исполнительными механизмами объекта управления, а также от других источников информации (кнопки, переключатели, логические элементы и т,п.), с логическими уровнями шины 4 и является буферным узлам устройства.

Каждая ячейка 2 управления содержит и входов 51 — 5П последовательного считывания программы, К входов 6> — 6к условных переходов, п выходов 81-8л. Первые i — 1 выходы счетчика 17 не задействованы, а остальные с 1-го по m-й его выходы подключены к 1...К адресным входам мультиплексора 9 и демультиплексора 16, Принцип работы ячейки 2 управления основан на пошаговом считывании информации, поступающей на входы 5, Каждому шагу программы соответствует вход 5л и выход 8п. Шаг программы определяется двоичным числом, присутствующим на выходах счетчика 17 в данный момент времени, В исходном состоянии на выходах счетчика 17 присутствуют нули, чта соответствует первому шагу программы. При последовательной отработке программы число каждый раз увеличивается на единицу. Возможность произвольной установки шага программы обеспечивается шифратором

15, реализующим определенную комбинацию выходных сигналов в зависимости от состояния определенного входа, Кодовая информация, устанавливаемая в шифраторе 15, однозначно указывает шаг программы, переход на которой может быть произведен при наличии соответствующих условий перехода. Условиями перехода всегда служат отсутствие сигнала на входе

5 последовательного считывания программы, соответствующего данному шагу программы, и наличие в этот момент на одном из входов 6 условного перехода, Безусловный переход на первый шаг программы осуществляется при подаче единичного сигнала на вход 7 ячейки 2 управления, связанного с входом сброса счетчика 17, что вызывает его обнуление, Работа ячейки 2 управления осуществляется следующим образом. Внешний сигнал через открытый канал мультиплексора 9 и инвертор 12 поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 13, на второй вход которого подаются короткие синхроимпульсы с генератора 10 импульсов. На выходе weмента ИЛИ-НЕ 13 формируется счетный импульс,. положительным фронтом воздействующий на счетный вход счетчика 17, Повышение помехоустойчивости при опознавании состояния входного сигнала достигается малой длительностью синхроимпульсов, при которой уменьшается вероятность совпадения с сигналом помехи на элементе ИЛИ-НЕ 13. При этом двоичное число на выходах i — m счетчика 17)увеличи10 вается на единицу лишь после 2 -кратного подтверждения наличия внешнего сигнала на опрашиваемом входе 5 последовательного считывания программы, что приводит к подключению очередного выхода 8

15 ячейки 2 управления.

Реализация исполнительных элементов

3 определяется конкретными условиями сопряжения с исполнительными механизмами объекта управления.

20 Шина 4 представляет собой произвольный набор согласованных по напряжению электрических связей. состоящий из сигнальных цепей, командных цепей и цепей управления. Программирование автомата

25 заключается в подключении через шину 4 сигнальных выходов блока 1 ввода командных выходов ячеек 2.1 — 2л управления к входам каждой из этих ячеек в заданной г циклограммой последовательности, а их уп30 равляющих выходов к соответствующим исполнительным элементам.

Одно из возможных решений при реализации условных переходов представлено на диаграмме работы ячейки управления

35 (фиг. 3). Пусть выход 82 ячейки 2 управления внешним монтажем соединен с входом 6i условного перехода. После перехода на шаг

2 в момент времени t< и отсутствии сигнала

- на входе 5z последовательного считывания

40 программы поступление очередного синхроимпульса на второй вход элемента ИЛИНЕ 14 вызывает формирование импульса разрешения установки на его выходе и установку счетчика 17 s соответствии с кодовой

45 информацией на егб информационных входах D -D . В момент tg единичный сигнал появляется на выходе 81. Поскольку одновременно при этом исчезает одно иэ условий перехода, а именно сигнал на выходе 82, 50 а значит и на входе 61 условного перехода. на третий вход элемента ИЛИ-НЕ 14 поступает единичный сигнал, запрещающий формирование импульса разрешения установки, и в дальнейшем происходит по55 следовательная отработка программы. Поступление единичного сигнала в момент времени t4 на вход 7 безусловного перехода, связанного с входом счетчика 17, вызывает его обнуление независимо от состояния других входов ячейки 2 управле-.

1709270 ния. Для момента времени tg характерно этого примера является использование одотсутствие другого условия, а именно низ- ной из ячеек 2 управления для обеспечения кого уровня напряжения на входе 5z после- совместной работы остальных. довательного считывания программы, Данное устройство имеет меньшее чиспоэтому в момент времени t5 происходит 5 ло элементов в сопоставлении с известным, переход к очередному шагу программы (ша- является более простым в изготовлении и гу 3). может быть реализовано на однотипных моЕсли несрабатывание датчика может дулях, Кроме того, применение данного успривестикаварийнойситуации, восновной тройства позволяет быстро составлять и программе закладывается проверка анало- 10 изменять программу, не требуя при этом гично приведенному выше примеру с после- изменений в аппаратных средствах и знадующим переходом на аварийную ний в программировании. подпрограмму. Формула изобретения

Описание работы устройства представ- Устройство для программного управлелено возможными примерами построения 15 ния, содержащее ячейки управления, через устройств в порядке их усложнения. шину соединенные входами последовательПример 1. Последовательный опрос ного считывания программы с сигнальными информации, поступающей с сигнальных выходами блока ввода и управляющими вывыходов блока 1 ввода на входы 5.1-5 т по- ходами с входами соответствующих исполследовательного считывания начиная с пер- 20 нительных элементов; о т л и ч а ю щ е е с я вого шага первой ячейки 2 управления,, тем, что, с целью упрощения устройства и причем последний из используемых ко- расширения его функциональных возможмандный выход каждой из них подключен настей за счет использования условных пек первому входу 5 последовательного счи-. реходов, командные выходы каждой ячейки тывания программы последующей, а по- 25 управления через шину подключены к неисследний из используемых командный выход пользованным входам последовательного последней ячейки 2 управления подключен считывания программы, входу безусловного к входу 7 безусловного перехода каждой из перехода и входам условных переходов соних. Данный автомат реализует одну жест- ответствующей ячейки управления, каждая кую последовательность работы исполни- 30 из которых содержит генератор импульсов, тельных механизмов объекта управления. первый, второй и третий элементы ИЛИ-НЕ, Пример 2. Кроме того, в любой из инвертор, шифратор, мультиплексор, деячеек 2 управления осуществляются услов- мультиплексор и счетчик, выходы счетчика ные переходы путем подключения команд- соединены с одноименными адресными ных выходов данной ячейки 2 управления к 35 входами мультиплексора и демультиплексосоответствующим входам 6 условных пере- ра, информационные входы мультиплексоходов этой же ячейки, В указанном устрой- ра являются входами последовательного стве имеется возможность гибкого считывания программы ячейки управления, управления исполнительными механизма- а выход соединен через инвертор с первым мивзависимостиотсложившейсяситуации 40 входом первого элемента ИЛИ-НЕ и непосна фоне жесткой программы управления редственно с первым входом второго элевсем объектом, В частном случае, произво- мента ИЛИ-НЕ, вторые входы которых дится пропуск либо повторение "куска" про- подключены к выходу генератора импульграммы, реализуемого данной ячейкой 2 сов,третий входвторогоэлемента ИЛИ-НЕ управления. 45 подключен к выходу третьего элемента

Пример 3. Кроме того, часть входов ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с вхо6.1-6.т условных переходов и входов 7.1 — 7.t дами шифратора и входами условных перебезусловных переходов подключена к сиг- ходов ячейки управления, выходы нальным выходам блока 1 ввода. Такое под- шифратора соединены с информационными ключение обеспечивает. экстренное 50 входами счетчика, счетный вход которого вмешательство в ход работы объекта управ- подключен к выходу первого элемента ИЛИлен ия. НЕ, вход разрешения установки - к выходу

Пример 4. Кроме того, часть коман- второгоэлемента ИЛИ-НЕ, а входустановки дных выходов ячеек 2 управления подклю- нчля является входом безусловного перехочена к любым из входов "чужих" ячеек 2 55 да ячейки управления, вход демультиплекуправления. В данном случае осуществляет- сорасоединенс шиной питания, информационся независимая обработка информации ныевыходыдемультиплексораобразуютупкаждой ячейкой 2 управления и согласова- равляющие и командные выходы ячейки ние работы между ними. Частным случаем управления.

1709270

5vp. 2

1709270 д.год 5

В,год б/

8,год 7

Во/хОИ. ,8ьаоИз

El Ь

t5 6

Редактор Н. Коляда

Заказ 424 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям in открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Латент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 й/,г гю Ю

Вход 5)

Вг< 2 й(Чсч. /7

& v pv/7 й/,г ри //

awe)d8/

Составитель А. Исправникова .

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор M. Демчик