Устройство для программного управления

 

Союз Советскми

Соцмалмстмческми

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 1734616 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22}Заявлено 28.12.77 (2! ) 2563242/18-24 (5I )M. Кл, 2

Ci 05 В 19/18 с нрисоединенмем заявки РЙ

Государственный комитет (2;3 } П ридритет

Опубликовано 15.05.80. Ьктллетень Л 18

Дата опубликования описания 17.05ЯО да делам изобретений и открытий (53 у УДК 621.503.. 55 (088Я ) (?2) Авторы изобретения

А. A. Левин и Б. И. Льпкин

Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научноисследовательский институт металлорежущих станков (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к программному логическому управлению, преимущественно металлорежущими станками, а также транспортными, загрузочными устройствами и другими промышленными объектами.

Известны устройства программного логического управления, содержащие входные и выходные преобразователи информации, вычислительный блок, блоки памяти.

1О

Входные и выходные преобразователи информации связаны соответственно с дискретного действия воспринимающими элементами (кнопками, путевыми выключателями и т.п.) и исполнительными элемен»

1ами (контакторами, электромагнитами, электромагнитными муфтами, сигнальными лампочками и т.п.) у1травляемого обьекта . В блоках памяти хранится программа управления конкретным объектом. Такая структура позволяет оснащать различные обьекты управления ollHHGKoBblMH устройствами управления, различающимися лишь набором BxoQHbtx и выходных прео2 бразователей, количеством олоков памяти и хранимой в них программой Yjy).

Г1г з

Однако данные устройства обладают узкой областью применения.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее входные и выходные преобразователи информации, связанные с вычислительным блоком, генератор тактовых импульсов, входы которого подключены к первому входу вычислительного блока и к входу счетчика, кодовые выходы которого подключены ко входам блоков памяти. В процессе работы устройства из блоков памяти последовательно считываются н отрабатываются команды программы, каждая из которых содержит код операции и адрес (t,å. номер) входа или выхода.

Ванное устройство может одновременно уттравлить и несколькими обьектами (как одинаковыми, так и различными). В этом случае суммарный объем блоков памяти должен вмещать все программы управления. Если управля мые обьекты олинако3 7346 вые, то эти программы являются аналс гичными и различаются лишь адресами входов и выходов f3).

Однако в этом устройстве прихолится все аналогичные программы хранить в

5 памяти. При управлении II одинаковыми об ьекта ми требуется хранить I аналогичных программ, что требует соответствующего увеличения числа блоков памяти, то есть приводит к повышеник стоимости 1р устройства. Кроме того, необходимость записи I! программ, а не одной, существенно усложняет программир ванне.

Пель изобретения — устранение указанных недостатков, то есть упрощение устройства при управлении несколькими одинаковыми управляемыми объектами.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены триггер, три регистра и второй счетчик, причем выхопы блоков памяти соединены со входом первого регистра и со входом третьего регистра, выходы которого подключены ко вторым входам вычислительного блока, выход переполнения первого счетчика пол- 25 ключен ко вхолу втopor счетчика, коловые выхолы которого соелинены со входами второго регистра, выходы первого и второго регистра подключены к адресным входам входных и выходных преобразова- 3р телей информации, а информационные выходы вычислительного блока через триггер подключены х информационньгм входам выходных преобразователей информации. 35

Наличие трех регистров, триггера и втОрого счетчика позволяет при управлении М одинаковыми объектами хранить в блоках памяти не М аналогичных программ, а одну такую программу, что существен- 4р но упрощает программирование. При этом в 8 раз уменьшается требуемый суммарный обьем блоков памяти и соответственно уменьшается число этих блоков, вследствие чего снижается общая стоимость 45 устройства. Устройство таким образом, упрощается.

На чертеже приведена блок-схема устр ойст ва.

Устройство сопержит вычислительный 5р блок 1, триггер 2, генератор 3 тактовых импульсов, первый счетчик 4, первый регистр 5, второй регистр 6, третий регистр

7, второй счетчик 8, блоки 9 памяти и входные и выходные преобразователи 55

10-11 информации.

К входным преобразователям 10 информации подключены дискретного дейстРаспределение адресов входов и BbIxoQOB пля 10 управляемых Обьектов

Лдрес входовыходов

Управляемый обьект

100-1 99

200-299

300-399

4 00-499

500-599

600-699

700-799

800-899

900-9 99

000-099

2

4

Г

7

9

Каждая и команд, составляющих программу, содержит кол операции и адресную часть. В устройстве, в случае управления одинаковыми Обьектами, адресная часть команлы содержит только младшие разряды адреса входа-выхода (В pGccMBTpHBQемОм примере 2 разряда), старшие же разрялы (в рассматриваемом 1 римере 1 разряд) опрелеляются состоянием счетчи16 ф

)вия" воспринимающие элементы (кнопки, переключатели, путевые выключатели, реле лавления и т. и.; на чертеже не показано) управляемых объектов 12. К выхолным преобразователям 1 1 информации полключены лискретного действия исполнительные элементы (контакторы, электромагниты, электромагнитные муфты, сигнальные лампочки и т.п.; на чертеже не показаны) управляемых объектов 1 2. В блоках 9 хранятся программы управления каждым из обьектов 12. Программы вволятся в блоки 9 в период стыковки устройства управления с управляемыми Обьектами. Г3вол программы осуществляется с помощью специального устройства программирования. Программа представляет собой последовательность команд, в соответствии с которой в блоке 1, работающем совместно с триггером 2, периодически произвопится вычисление значений булевых функций, определяющих состояния выходов устройства, и состояния исполнительных элементов обьектов 12.

Если обьекты 12 одинаковые, то в блоках 9 хранится программа управления только одним управляемым обьектом. Например„всего обьектов 10, а каждый имеет не более 100 входов и выхопов в сумме. Удобно принять следующее распределение алресов входов-выходов. преобразователей 11. При этом выбранный выход устанавливается в то состояние, в котором находится триггер 2, то есть в состояние, соответствующее вычисленному сечению булевой функции данного выхода. Аналогично управляются остальные въ»ходы.

После отработки последней кол»анды программы вновь считывается и отрабатывается первая команда, затем вто. рая и т.д. циклы считывания отработки всех команд программы повторяются с достаточно высоКой частотой (время цикла порядка 1-2 мс).

Перед первым циклол» счетчик 8 устанавливается в состояние "1 ", поэтому в первом цикле формируются адреса входов-выходовв интервале 100-199, то есть осуществляется управление обьектом Л . 1.

После каждого цикла с выхода переполнения счетчика 4 на вход счетчика

8 подается импульс, в результате чего состояние счетчика 8 увеличивается на единицу. Во втором цикле при считывании тех же команд программы формируются адреса в интервале 200-299, то есть осуществляется управление объекто1» Ло 2, в третьем цикле — объектом Ио 3 и т.л. В 11-м цикле счетчик 8 вновь находится в состоянии "1 " и вновь произволится управление объектом No 1, в 12-м цикле — объектом ЛЬ 2 и т.д.

Период повторения всех команд управления для каждого из объектов составляет таким образом, 10 циклов, то есть вреI мя порядка 10-20 мс. Это время сравнимо со временем срабатывания реальных исполнительных элементов, чем и объясняется работоспособность описанного устройства. Введение в устройство сравнительно простых и дешевъгс трех регистров, триггера и второго счетчика при управлении несколькими одинаковыми объектами, в ков памяти, то есть сократить оборудование, и снизить стоимость устройства, мость программирования, то есть упростить програ м м ир ование.

5 734616 6 ка 8, в котором хранится текущий номер управляемого объекта.

Если считывается команда, адресная часть которой прелставляет собой число

45, а счетчик 8 в этот момент находится в состоянии д, то выбирается вход или выход 345.

Устройство работает следующим образом.

С генератора 3 тактовые импульсы»р постоянной частоты поступают íà вход счетчика 4. С кажчым тактовым ил»пульсом состояние счетчика 4 увеличивается на единицу. С кодовых выходов этого счетчика номер очередной команды подается в 15 блоки 9, из которьсс считывается и передается в регистры 7 и 5 очередная команда программы. Солержащийся в этой команде Kotl операции запоминается в регистре 7, а адресная часть команды 20 (младшие разряды адреса входа-выхода)— в регистре 5. Старший разряд алреса полается в регистр 6 с KQQoBblx выходов счетчика 8. Полнъй адрес вхола-выхода (старший и младшие разряды) с регист- 25 ров 6 и 5 поступает на адресные входы преобразователей 10 и 11. При этом происходит выбор соответствующего входа или выхола, и информация о его состоянии подается с информационного вы- 30 хода соответствующего преобразователя

10 или 11 на информационный вход бло ка .1. Здесь с этой информацией, в соответствии с поступившим колол» операции, выполняется одна из логических опе- 35 раций, например И, ИЛИ, НЕ-И, HE-ИЛИ.

При этом код выполняемой операции поступает на операционные входы блока 1 с регистра 7. Вторым операнлом выл»олняемой операции является результат пре- 40 дыдущей операции, хранимый в триггере

2. Результат очередной операции, при поступлении на управляющий вход блока

1 стробируюшего импульса с генератора

3, вновь заносится в триггер 2 путем 45 подачи импульса с соответствующего ин- общем случае работающими независимо, формационного выхода блока 1 на еди- позволяет существенно сократить число ничный или нулевой вход триггера. сравнительно дорогих и сложных блоТак считывается и отрабатывается группа команд вычисления булевой функции 50 некоторого выхода. а также сократить число программ, а

В последней команде этой Iðóïïû следовательно, сократить сроки и стоипрограммируется код операции установка состояния, При получении такого кола с регистра 7 и при поступлении стробиру- 55

Формула изобретения ющего импульса с генератора 3 блок 1 выдает импульс на управляющий выхол, Устройство для программного управподключеннъМ к управляющим входам ления, содержа»пее входные и выход»»ъ»

7 7346 преобразователи информации, связанные с вычислительным блоком, генератор тактовых импульсов, выходы которого подключены к первому входу вычислительного блока и ко входу первого счетчи5 ка, кодовые выходы которого подключены ко входам блоков памяти, о т и и ч а— ю ш е е с я тем, что, с целью упрощения устройства при управлении несколькими одинаковыми управляемы- о . ми объектами, в него введены триггер, три регистра н второй счетчик, причем выходы блоков и."мяти соединены со входом первого регистра и со входом третьего регистра, выходы которого подключены ко вторым входам вычислительного блока, выход переполнения первого счетчика подключен ко входу второго

16 8 счетчика, кодовые выходы которого соединены со входами второго регистра, выходы первого и второго регистра подключены к адресным входам входных и выходных преобразователей информации, а информационные выходы вычислительного блока через триггер подключены к информационным входам выходных преобразователей информации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CLHA Х 3806877, кл. 3 4 0-1 7 2. 5, 1 97 4.

2,. Патент Великобритании М 1379181, кл. & 3 Й, 1974.

3. "Управляющие системы и машины

% 1, 1975, с. 57, 61-63 (прототип).

1ШИИПИ Заказ 2218/9 Тираж 956 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4