Устройство для программного управления циклическими процессами

/5 илиал ППП Патент, г. Ужгоро Проектная,Закаэ 7335/49 Тир ВНИИПИ Государ по делам иэ 113035 р Москвавенного комитета СССРретений и открытийЖ, Раушская наб30 Изобретение относится к автоматике, в частности к системам программной коммутации в электрических це-, пях управления, и может быть использовано для. Управления технологическими процессами. 5Известно устройство, содержащее последоВательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, времяэадающий блок, блок набора программ и исполнительный блок 110Недостатком устройства является низкая точность, его работы.Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее по- " . следовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, времязадающий блок, блок набора программ, ячейку ИЛИ, выход которой соединен с входами элемента задержки и входом блока циклического обнуления, выходы которых соединены с соответствующими входами .задающего блока, а второй выход блока .набора программ соединен с входом блока, исполнительных органов 2.Недостатком устройства явля-2-1 .ется невозможность. оперативного изменения временного интервала, так как в задающем блоке формируются интервалы времени, соответствующие, длительностям каждого из запрограммированных циклов, что при отработке. программы вызывает опре" деленные трудности и большие затраты времени. КромЕ того, блок набора программы формирует, одну 35 программу, которая и составляет цикл работы устройства. Исполняющие органы постоянно связаны с управляющими командами, которые обеспечивают их включение, Устройство не обладает достаточной надежностью, так как при сбое делителя частоты, временнЫе интервалы не соответствуют набранной длительности, что приводит к искажению программы, 45Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем оперативного изменения временного интервала, повышение быстродействия и надежности устройства.поставленная цель достигается тем,5 О что в устройство для программного . управления циклическими процессами,содержащее первый элемент ИЛИ, последовательно соедйненные первый генератор импульсов, формирователь 55 временных интервалов и блок набора программ, блок исполнительных элементов, введены коммутато 1, трисчетчика импульсов, блок сравнения, второй элемент ИЛИ и блок управле ния, подключенный первым входом к сбросовому входу первого счетчика импульсов, к первому входу первого элемента ИЛИ и к шине пуска, вто . рым входом - к выходу первого счетчика импульсов, третьим входом - к счетному входу первого счетчика импульсов и к первому выходу блока набора программ, первым выходом - к установочным входам блока исполнительных элементов, второго и третье.- го счетчиков импульсов и к первому входу второго элемента ИЛИ, а вто" рым выходом - ко второму. входу Формирователя временных интервалов, соединенного третьим входом с выходом второго элемента ИЛИ, подключенного выходом ко входу блока набора программ, связанного вторым выходом с установочным входом первого счетчика импульсов, а третьим и четвертым выходами,- с первыми входами ком-мутатора, подключенного вторым, входом к выходу третьего счетчика, первым выходом- к информационному входу блока исполнительных элементов, вторым выходом, - к первому входу блока сравнения,. а третьим выходом - ко второму входу второго элемента ИЛИ и к счетному входу второго счетчика импульсов соединенного выходом со вторым входом блока. сравнения, подключенного выходом ко второму входу первого элемента ИЛИ, связанного выходом со счетным входом третьего счетчика, .Кроме того, блок управления содержит третий элемент ИЛИ,соединенный первым входом с первым входом блока:. управления, а вторым входом - с выходом элемейта задержки, подключенного входом к третьему входу блока управления и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, связанного вторым входом со вторым входом блока управления, третьим входом - с выходом второго генератора импульсов, а выходом - с В- входом ВЯ;триггера, подключенного 8-входом к выходу третьего элемента ИЛИ, а прямым и инвер сным выходами соответственно - ко второму и первому выходам .блока.управления,НЖ фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - функциональная.схема блока. управления; на Фиг.З - функциональная схема Форми-. рования временных интервалов) на фиг.,4 - функциональная схема блока резервирования; на фиг.5 - функциональная схема логического блока на фиг,б - Функциональная схема формирователя кода одного разряда; на Фиг.7 - функциональная схема фор,мирователя команд.Устройство содержит первый генератор 1 импульсов, ФормироваФель 2 временных интервалов, блок 3 набора: программ, коммутатор 4, блок 5 ис полнительных элементов первый элемент ИЛИ 6,блок 7 управления, первый счетчик 8 импульсов, второй счетчик 9 импульсое, блок 10 сравненяя;второй элемент ИЛИ 11, третий счет-:чик 12 импульсов,Блок 7 управления содержит третий и четвертый элементы ИЛИ 13и 14, первый элемент 15 задержки,второй генератор 16 импульсов, первый триггер 17.формирователь 2 временных интер.валов содержит первый элемент И 18,три делителя 19-21 частоты, три бло-ка 22-24 установки делителей, логи10ческий блок 25, блок 26 резервирования, дешифратор 27.Блок 26 резервирования содер"жит О, формирователей 28 кода одногоразряда, Логический блок 25 содержити, Формирователей 29 команд, пятыеэлементы ИЛИ 30, формирователь 28кода одного разряда содержит первыеэлементы НЕ 31, вторые элементы И 32шестой элемент. ИЛИ 33; формирователь29 команд содержит вторые элементыНЕ 34, третьи элементы И 35, элемент Й-НЕ 36, шестой элемент ИЛИ 37,второй элемент 38 задержки, второйтриггер 39. Коммутатор 4 собранна микросхемах 133 КП 7 и управляется кодом счетчика (подпрограмм)12,выполненного на микросхемах 133 ИЕ 5.,Счетчик 9 так же выполнен на микросхемах 133 ИЕ 5,При включении питания генератор ЗО. 16 импульсов установки выдает импульс .который, пройдя через элемент ИЛИ 14на вход Р триггера 17 устанавлива-.ет его в состояние фО.; На инверс.ном выходе триггера 17, связанном . 35с первым выходом блОком 7 управле ния появляется 1 ф, которая уста- ":навливает устройство в исходноесостояние. При поступлении команды:Пускф она проходит через эле-, И)мент ИЛИ 13 на вход Б триггера 17,устанавливает последний в состояние ф 1 ф. При этом на втором выходе блока 7 управления появится:"1", а на первом - "О"При окончании цикла работы навторой вход блока 7 управления по"ступает импульс, который, пройдячерез элемент ИЛИ 14, поступит навход Н триггера 17, триггер установится в 0 и установит все .Жустройство в исходное .состояние. Че-;,рез некоторое время, равное времени задержки элемента 15, тот же им-"пульс, пройдя через элемент ИЛИ 13на вход триггера 17 установит его о: 51, и устройство начнет новыйцикл работы. Время задержки элемента 15 равно времени необходимомудля установки узлов устройства в ис.:ходное состояние.ЬОПри обработке устройством всейпрограммы, на выходе счетчика (цик-:.,лов) 8 появится импульс, который,поступив на второй вход. блока 7 уп"равления начала отсчета и пройдя Ц через элемент ИЛИ 14, поступит навход В триггера 17 и установит егов Оф, в результате чего произойдет выключение устройства. Условимсясчитать наличие потенциала на входе или выходе. какого-либо узла эа1 ф, а его отсутствие - ф 0 ф.Устройство работает следующимобразом,При .включении питания, на первомвыходе блока 7 управления начала отсчета появляется импульс, которыйустанавливает в фО блок 5 исполнительных элементов, счетчик 9,счетчик 12 программ непосредственно и через элемент ИЛИ б - Формирователь 2 временных интервалов.После прихода командыПускна втором выходе блока .управления появляется,ф 1", которая, пос-.тупив .на второй вход формирователя,открывает первый вход формирователя 2, Импульсы с выхода генератора 1импульсов через вход формирователя 2 начинают .поступать на вход делителей 19-21 частоты, расположенных в формирователе 2. Временные интервалы с выхода формирователя 2 поступают на вход блока 3 набора программ. Блок 3 набора программ имеет следующие выходы; первый - выход импульсаконца цикла, второй в выход кода числа циклов, третий - выход наборных полей, четвертый - выход кодачисла повторений подпрограмм.Кроме того, команда "Пускф устанавливает в 0 счетчик (циклов) 8 и через элемент ИЛИ 11 записывает 1 ф в счетчик 12 (подпрограмм) . Счетчик 12 (поцпрограмм) своим кодом управляет"коммутатором 4, который при записи ф 1 в счетчик 12 (подпрограмм) подключит выходы наборного поля первой подпрограммы к выходам блока 5,исполнительных элементов, входу счетчика 9 и второму .входу элемента ИЛИ б, а второй выход блока 3 соединит с вторымвходом блока 10 сравнения.В момент окончания первой подпрограммы, импульс окончания подпрограммы с третьего выхода коммутатора 4 запишет ф 1 фф в счетчик 9,пройдя через первый элемент ИЛИ б,установит в 0 делители 19-21Формирователя 2. После этого начнется.повторение первой подпрограммы. Такпродолжается до тех пор, пока кодсчетчика 9 не .совпадает с кодом,установленным в блоке 3 набора программ,При совпадении кодов на выходеблока сравнения появляется. 1 ф,которая через элемент ИЛИ 11 записывается в счетчик 12 (подпрограмм), Выходной код счетчика 12 (подпрограмм) изменится, Новый код отклю,чит выходы первой подпрограммы и под1043 3ключит выходы наборного поля второй подпрограммы к выходам коммутато". подпрограмм происходит аналогично,первой.При окончании последней под- . 5программы, с первого выхода блока 3набора программы на счетный входсчетчика 8(циклов) поступит импульс. и запишет 1 в этот счетчик. Кроме того, этот же импульс поступит,на третий вмод блока 7 управления,, который сформирует сигнал установки, Сигнал установки с .первого выхода этого блокапоступит в описанные цепи установки, После прохож-.дения сигнала установки на второмвыходе блока 7 появится 11, которая разрешит прохождение импульсов с выхода генератора 1 импульсов на вход делителей 19-21,расположенных в формирователе 2, ицикл работы устройства повторится.Программа повторяется до тех пор,пока на.выходе счетчика 8 (циклов)не появится импульс, который, поступит на второй вход блока 7,остано-вит работу устройства,.При повторном поступлении команды Пуск программа, установленная в блоке 3 набора программы повторится, При выходе из строя фор.Мирователя 2 на его втором выходепоявляется команда Авария.На первый вход формирователя 2поступают импульсы с выхода генератора 1 импульсов, на второй вход в , 35. сигнал установки делителей 19-.21 в0, на третий вход - сигнал разрешения счета.При. включении устройства на втором входе формирователя появляется 40сигнал установки, который устанавливает делители 19-21 .частоты в0. С приходом команды Пусксигнал установки пропадает; а натретьем входе формирователя 2 появляется сигнал разрешения счета.Первый элемент И 18 открывается исчетные импульсы с первого входапоступают через элемент И 18 на входы делителей 19-21 частоты. Блок 26резервирования обеспечивает непрерывное прохождение кода с выходовделителей 19-21 частоты на входдешифратора 27 как при нормальнойработе, так и при сбое одного изтрех делителей; 55Пусть О, Ь, с - выходы одноименных разрядов первого, второго итретьего делителей частоты, а д "выход одного разряда блока 26 резервирования. Тогда аЬсч ЭЬс у аЬсчаЪс = щ= а илиойсчс)коЬсчаЬс= д (Фиг.6) .При.сбое любого делителя в формирователе 2 предусмотрена его авто-матическая установка. Входы установкикаждого делителя 19-21 связаны через,65 597блоки 22-24 установки делителей с выходами соответствующих разрядов ве"дущего делителя. Схема (Фиг.3) пост-,роена так, что делитель 19 являетсяведомым по отношению к делителю 20,а делитель 20 является ведомым кделителю 21, а делитель 21 - к делителю 19. Таким образом, ведомыеделители через блоки 22-24 установки подстраиваются под ведущие и вслучае сбоя, ведомый делитель ав- .томатически устанавливается под ведущий по команде, формируемой логическим блоком 25 автоматической установки делителей частоты. Если де"литель за определенный интервал.вре-;мени не установлен, то логическийблок 25 формирует команду Авария.Работа делителя 21 изображена на .Фиг.7.Пусть а, Ь ,с выходы одноименных разрядов первого, второго и третьего делителей частоты соответствейно, а д, О , д команды на установку первого, второго и третьегоделИтелей в случае их сбояПри синхронной работе делителей а =Ьфс .При сбое первого делителя Ь = с ф о .В этом случае на выходе 3 появится .1, которая поступив в блок 23 установки первого делителя, установитего под второй делитель 20, При.ц = с ФЪ на выходе д появится 1,которая установит делитель 20 подтретий 21, а при а = Ъс делитель .21 установится командой с выхода дпод делитель 19. Схема установкиодного разряда делителя приведенана фиг.7,Команды на установку делителей со всех разрядов объединяются .через эле-, менты ИЛИ 30 и подаются на блок установки соответствующего делителя.При синхронной работе всех делителей элемента ИЛИ 37 (Фиг.7), а значит и на .В входе триггера 39 и его выходе имеется 0. При сбое од" ного из делителей.на выходе элемента ИЛИ 37.появится 1, которая пройдет на первый вход. элемента И-НЕ 36 непосредственно, а на второй вход через элемент 38 задержки. Если за время задержки неисправный делитель не установится, то триггер 17 опрокинется и на его выходе появится ф 11 - команда Авария.4, Таким образом, предлагаемое устройство благодаря определенному структурному построению схемы обеспечивает формирование нескольких, подпрограмм, которйевходят в цйкл. работы устройства, причем каждая из них может быть повторена необходимое число раэ внутри цикла работы и то, что в нем обеспечена коммутация команд на различные исполнительныеорганы, причем обеспечивается не только их включение, но и выключение. Это обеспечивает более широкие функциональные воэможности предлагаемого устройства, позволяет оперативно, с меньшими. затратами вре 5 мени перестраивать и отрабатывать программу. Кроме того, в .предла- :.гаемом устройстве формирователь вреенных интервалов построен так, что исключает искажение. программы в результате сбоя делителей, которые формируют временные интервалы и повышает надежность устройства.Если учесть, что вышедший из строя делитель автоматически восстанавливает свою работоспособность, то вероятность безотказной работы предлагаемого устройства оказывается еще выше. Высокая надежность пред" лагаемого устройства исключает искажение программы, а это исключает возможность брака при нарушении технологического процесса.