Патент ссср 826285

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рвслублик (щ826285 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 220879 (21) 2814143/18-24 с присоединением заявки М— (23) ПриоритетОпубликовано 300481. Бюллетень МИб

Дата опубликования описания 300481 (51)М. Кл з

С 05 8 19/417

Государственный комнтет

СССР

fl0 делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК 621. 503. .55(088.8) . (72) Авторы (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО

УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств числового программного управления, например станками.

Одной из основных задач, возникающих при построении устройств числового программного управления, использующих числовые вычислители, является задача повышения надежности при минимальных аппаратных затратах.

Эта задача, в частности, возникает при построении многофункциональных, групповых устройств числового программного управления станками.

Известно устройство числового программного управления, содержащее соЕдиненные линиями связи блок хранения информации, блок согласования и вычислитель (1 1.

В таком устройстве различные функции обрабатываются последователь.но друг за другом в одном вычислителе, например обработка сигналов от блока согласования, интерполяции, вычисление числовых значений управления взаимным положением осей, что снижает качественные показатели устройства управления, например точность обработки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство числового программного управления токарным станком, содержащее блок памяти данных, пульт управления, блок согласования, связанный с объектом управления, и группу вычислителей, включающих арифметическо-логический блок, блок управления, блок ввода-вывода и память системных программ, соединенные с шинами связи. В этом устройстве вычислители работают в режиме параллельного выполнения раздельных работ. Все вычислители имеют одинаковую структуру и их различие зак- " лючается только в выполняемых системных функциях, программа которых хранится в сменных блоках памяти системных программ. Системные функ.ции могут быть, например, распределены следующим образом(а1.

Первый вычислитель осуществляет управление вводом-выводом. С помощью этого функционального блока соби- . раются все данные или значения от внешних устройств, обрабатываются и записываются в память данных. Отсюда также осуществляется обеспечение данными всех внешних устройств.

826285

Блоки согласования, включая пульт управления, и шины связи со станком, явлются чистыми блоками связи с внешними устройствами,т.е. блоками сбора данных для входных сигналов и блоками распределения данных для выходных сигналов. С помощью цифроаналогового преобразователя, с характеристикой запоминающего устройства. можно выво1 дить аналог оные сигналы.

Второй вычислитель используется в качестве интерполятора и осуществляет расчет временных характеристик для управляемых координат.

Интерполяция, в основном, является функцией программного обеспечения.

Третий вычислитель выполняет управление положением коориднат подачи. По номинальному и фактическому значениям для каждой координаты формируется рассогласование и, в зависимости от параметров контура Я) регулирования, формируется аналоговое напряжение для регулятора частоты вращения шпинделя.

Четвертый вычислитель выполняет функцию управления цифровым дисплеем, что позволяет все необходимые данные системы управления вывести для визуального контроля.

Все вычислители во время работы могут контролировать друг друга в режиме автодиагностики. При отказе одного вычислителя существует воэможность останова устройства управления с помощью остальных вычислителей.

Однако в известном устройстве отказавший вычислитель не может быть заменен другим. Поскольку устройство содержит несколько вычислителей, то вероятность отказа возрастает, т.е. снижается надеж- 40 ность устройства числового программного управления.

Цель изобретения — повышение надежности многоканального устройства числового программного управления.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для программного управления, содержащее пульт управления, блок памяти данных и блок согласования, подключенные к первому коммутатору вычислителем, соединенным с блоком ввода-вывода, подключенным к первому коммутатору, в каждый канал введены формирователь сигнала передачи управления, второй коммутатор, задатчик адреса, а также первый и второй рсгистры, первые входы которых соединены с первыми выходами формирователя сигналов передачи управле- Я ния„ подключенного первым входом к выходу вычислителя, а вторым выходом — к первому входу второго коммутатора, вторые входы которого соединены с выходами регистров, вы- 5 ход задатчика адреса подключен ко второму входу первого регистра, третий выход формирователя сигнала передачи управления каждого канала соединен со входом вычислителя и выходом второго коммутатора данного канала и вторым входом второго регистра последующего канала, а четвертый выход формирователя сигнала передачи управления каждого канала подключен ко второму входу формирователя сигнала передачи управления последующего канала.

На чертеже приведена функциональная схема многоканального устройства программного управления. Устройство содержит вычислители 1, состоящие из арифметико-логического блока 2, блока 3 управления, блока 4 вводавывода, блока 5 памяти системных программ, а также формирователь б сигнала передачи управления, задатчик 7 адреса, первый регистр 9, второй регистр 8, второй коммутатор

10, первый коммутатор 11, пульт 12 управления, блок 13 памяти данных и блок 14 согласования.

Устройство работает следующим образом.

Каждому и-вычислителю вобщем адресном пространстве отводится

N=log n двоичных разрядов и присваи2 вается определенный физический адрес, двоичный код которого набирается любым известным способом в задатчике 7 адреса, выход которого связан со входом регистра 9. Количество ячеек регистра 8 и регистра 9 определяется количеством вычислителей и равно числу двоичных разрядов.

Все вычислители имеют одинаковые блоки 5 памяти системных программ, содержащие набор программ всех функций, выполняемых устройством. Память системных программ разделена на блоки отдельных подпрограмм, каждый блок имеет определенный физический начальный адрес. Например, для устройства числового программного управления, аналогично по функциям известному устройству, блок памяти системных программ будет иметь, как минимум, четыре блока подпрограмм

IПри включении питающих напряжений устройства формирователь б сигнала передачи управления формирует сигнал, .поступающий на управляющий вход регистра 9, который производит запись двоичного кода с выхода задатчика 7. После окончания записи формирователь б сигнала передачи управления формирует сигнал, поступающий на управляющий вход коммутатора 10, по которому выход регистра 9 подключается ко входу блока 3 управления и входу регистра

8 следующего вычислителя. В блоке 3 управления двоичный код адреса, по826285 ступающий от коммутатора 10, используется для формирования физического ацреса начала выполняемой вычислителем программы. В начале программы каждого блока заложена подпрограмма автодиагностики, в который предусмотрена тестовая проверка вычислителя °

Если тестовая проверка выявила отказ одного иэ вычислителей на пульт 12 управления поступает сигнал отказа.

Если тестовая проверка отказа не обнаружена, вычислители переходят к программам выполнения системных функций. Оперативные данные, необходимые для обработки детали определенной конфигурации, вводятся с пульта 12 управления под управлением одного иэ вычислителей в блок 13 памяти данных. После визуальной проверки, например, с помощью дисплея, вывод на который идет под управлением другого вычислителя, пульта 20

12 управления посылается команда на обработку детали в автоматическом режиме.

В автоматическом режиме с разделением времени выполняется основная 25 программа и тестовые программы автодиагностики. Если при выполнении тестовой программы в автоматическом. режиме обнаружен отказ, например третьего вычислителя, выполняЫщего управление положением координат подачи, .то на выходе блока 3 управления формируется сигнал, поступающий на ход формирователя 6.Блок 3 управлеия также запрещает дальнейшую работуЗ5 отказавшему вычислителю и постю ает сиг нал о его неисправности на пульт 12 управления.йа выходе формирователя б, отказавшего вычислителя формйруется сигнал, который поступает на вхоц

Формирователя б следующего вычислителя, на выходе которого формируется сигнал записи, поступающий на вход регистра 8. Двоичный код адреса предыдущего вычислителя по сигналу записи заносится в регистр 8. После 45 выполнения записи формирователь б формирует сигнал, который через коммутатор 10, выход регистра 8 поступает на вход блока 3 управления и вход регистра 8 следующего устройства. 50

Блок 3 управления формирует физический адрес начала программы, которую ранее исполнял отказавший вычислитель.

Таким образом, предлагаемое многоканальное устройство позволяет производить замену отказавших вычислителей, приоритет которых по выполняемой в устройстве функции устанавливается заранее, непосредственно в процессе выполнения системной программы с одновременной индикации отказа на пульте 12 управления, что позволяет повысить надежность устройства. формула изобретения

Многоканальное устройство для программного управления, содержащее пульт управления, блок памяти данных и блок согласования, подключенные к первому коммутатору вычислителем, соединенным с блококм ввода-вывода, подключенным к первому коммутатору, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности устройства, в нем в каждый канал введены формирователь сигнала передачи управления, второй коммутатор, задатчик адреса, а также первый и второй регистры, первые входы которых соединены с первыми выходами формирователя сигнала передачи управления, подключенного первым входом к выходу вычислителя, а вторым выходом — к первому входу второго коммутатора, вторые входы которого соединены с выходами регистров, выход задатчика адреса подключен ко второму входу первого регистра, третий выход формирователя сигнала передачи управления каждого канала соединен со входом вычислителя и выходом второго коммутатора данного канала и вторым входом второго регистра последующего канала, а четвертый выход формирователя сигнала передачи управления каждого канала подключен ко второму входу формирователя сигнала передачи управления последующего канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CILIA Р 4074349, кл. G Об F 15/46, 1978.

2. Система АЕ6-NUMERIС SYSTEM !II новая концепция в технике систем управления СМС, выполненных на микропроцессорах. Описание, ФРГ, 1979.

I )

)!

)| ! L !

Составитель A- Осипов

Редактор Ю. Ковач Техред T.Маточка Корректор Г. Решетник

Заказ 2571/83 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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