Устройство для программного управления объектами

(19) ( 1) 1)5 6 05 В 19 18 НИЕ ИЗОБРЕТЕ НИЯ равления, блок согласующих усилителей с выходами для подключения к объектам управления через диоды в диодной матрице, в диодную матрицу введены дополнительные вертикальные и горизонтальные шины, блок общего управления, элементы НЕ, формирователи временных интервалов и, кроме того, ячейки управления. Каждая из ячеек управления в совокупности с диодной матрицей способна программно управлять двухпозиционным объектом управления, а входы ее соединены с вертикальными шинами диодной матрицы, к которым через диоды подается управляющая цифровая информация с горизонтальных шин диодной матрицы, соединенной с выходами ячейки управления. объединяется при управлении и-м количеством объектов управления в группу ячеек управления с помощью (Д общей диодной матрицы, при этом диодная матрица является единственным програм-моносителем, производит посредством диодов не только включение объектов управления через согласующие усилители, но и организует управление ячейками уп- д равления и логическую взаимосвязь между ячейками управления, выдающими цифровую информацию, подчиненную логической задаче, определяемой циклограммой работы объектов управления. 5 з,п,ф-лы, 10 ил,ты И-НЕ, э пульсов,эл импульсов, б ные триггерьНедоста то, что они н отработки н Изобретение может быть испо граммного упра объектами по задИзвестны уст управления, соде го и конечного по строиств является ают параллельной независимых проэтих еспеч льких ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР М 1287107, кл. 6 05 В 19/18. 1986.Авторское свидетельство СССР М 1303997, кл. 6 05 В 19/18, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ(57) Изобретение относится к автоматике и .может быть использовано в системах программного управления двухпозиционными объектами по заданной циклограмме. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышен ние надежности и упрощение программирования устройства. Цель достигается тем, что в устройство программного управления объектами, содержащее датчики положения объектов, ячейки управления с элементом памяти, блок программ в виде диодной матрицы, в которой число горизонтальных шин соответствует числу ячеек управления, а число вертикальных шин - числу объектов управления, блок согласующих усилителей с выходами для подключения к объектам употносится к автоматике и льзовано в системах про ления двухпозиционными анной циклограмме, ройства для программного ржащие датчики начальноложения объектов, элеменлемент И, формирователь имементы ИЛИ, распределитель лок задания программ и выход-(1.тком уе об ивескозад объектом 32 с помощью диодов (72, 39), (72, 42), (73, 39), (73, 4 1) и (73, 42).Логический "0" через диоды (79, 51) и (79, 54) воздействует также на вх. 4 и вх. 7 ячейки 18 управления, в результате логический "0" переходит с входной шины 83 на шину 84, начинается выполнение команды на ход назад объектом 34 управления с помощью диодов (84, 51), (84, 54), (85, 51), (85, 53) и (85, 54).Теперь согласно циклограмме на фиг, 6 при возвращении объектов 32 и 34 управления в начальное положение должна.произойти задержка времени, Значит, необходимо включить формирователь временной задержки только при наличии логических "О" на шине 73 и 85. Эта логическая функция реализуется с помощьюдиодов(69, 57), (70, 57), (71, 57), (72, 57), (81, 57), (82, 57), (83, 57 и (84, 57) и элемента Н Е 20.Перечисленные диоды подключают логический "О" к входу элемента НЕ 20 и на его выходе, который управляет формирователь 22 временной задержки через диод (87, 59), будет логическая "1". И лишь при появлении на входных шинах 69-72 и 81 - 84 логической "1" на выходе НЕ 20, а значит, на входной шине 87 появится логический "0", который через диод (87, 59) включит формирователь 22 аременной задержки,На этом такте циклограммы устройство программного управления обеспечивает работу по временному принципу,По истечении времени, задающего формирователем 22 временной задержки, на его выходе, соединенном с шиной 89, появляется логический "0", который через диод (89, 60) включает технологическое оборудование 23, а через диод (89, 44) вновь включает в работу ячейку 17 управления.Для того, чтобы снова запустить в работу ячейку 17 управления, необходимо сначала привести ее в исходное состояние готовности и затем дать команду на включение ее в работу, т.е, чтобы на шине 74 сначала появился логический "0", а затем для включения в работу ячейки 17 управления - логическая "1",Через диоды (73, 56) или (85, 56) (программно реализуется логическая функция ИЛИ), которые дублируют друг друга, логический "0" поступает на вход элемента НЕ 19, в результате логическая "1" появляется на шине 86, управляющей через диод(86,44) вх. 1 ячейки 17 управления. На входной шине 74 появляется логический "О", который устанавливает ячейку 17 управления в исходное состояние готовности к работе.Когда же логический "0" появляется на входной шине 89 (выход формирователя временной задержки), то через диод (89, 44)логический "0" приходит на вх. 1 ячейки 17управления и на ее вых, 1 появляется логическая "1", ячейка 17 управления вновь всту 5 пает в работу. Логический "0" с шины 74переходит на шину 75.После выполнения технологическимоборудованием 23 своих функций оно выдает логический "О" на входную шину 90.10 Теперь согласно циклограмме на фиг. 6после того, как объект 33 управления, выполнив команду на ход впереди и ход назад,вернулся в начальное положение, и послетого, как технологическое оборудование 2315 выполнило свои функции, цикл заканчивания и необходимо перейти на следующийцикл (т.е. при условии наличия логических"О" на шине 79 и шине 90),Эта логическая взаимосвязь реализует 20 ся с помощью элемента НЕ 92 ячейки 16управления и элемента НЕ 92 ячейки 18 управления, которые не используются в данном случае в программном управлении этихячеек.25 При появлении логического "0" на входной шине 90, который через диод (90, 38)воздействует на вх, 1 ячейки 16 управления.на вых. 1 ячейки 16 управления появитсялогическая "1", а значит, логическая "1" по 30 явится и на шине 68, которая через диод(68,50) воздействует на вх. 1 ячейки 18 управления. На вх, 1 ячейки 18 управления такжевоздействуют диоды (75, 57), (76, 50), (77, 50)и 978, 50) и при последовательном прохож 35 дении логического "0" от входной шины 75 кшине 79 логический "0" остается на шине 79,а на шинах 75 - 78 будет логическая "1".В результате на вых. 1 ячейки 18 управления, а значит, и на шине 80 появляется40 логический "0", являющийся цифровым сигналом о выполненной работе технологическим оборудованием 23 и объектом 33управления, который через диод (80, 58)включает одновибратор 22.45 Одновибратор 22 сформированным импульсом в виде логического "0" через диодына шине 88 приведет все ячейки 16-18 управления в исходное состояние готовностик работе, и цикл повторяется заново.50 В некоторые моменты выполненияпрограммы возможны такие взаимодействия объектов управления и технологического оборудования, которые в случаеаварийной работы оборудования могут55 привести к поломке обьектов управленияи технологического оборудования, например, самоход пресса, когда объект управления находится в зоне штампа.Аварийный датчик 15, являющийся датчиком технологического оборудования 23,соединяется с.входной шиной 91 и имеет таким образом прямой доступ к памяти в виде диодной матрицы 24 (фиг. 5),Во время работы технологического оборудования 23 аварийный датчик 15 включается и логический "0" поступает на входную шину 91, который через диоды (91, 61) и (91, 65) непосредственно управляет через согласующие усилители 26 и 30 безаварийным положением объектов 32 и 34 управления независимо от их ячеек управления, предупреждая тем самым аварийную ситуацию.Итак, рассмотрены два примера программного управления объектами управления по двум разным циклограммам (фиг, 4 и фиг. 6),Можно также организовать программную работу обьектов управления по двум независимым программам согласно циклограммам на фиг, 4 и фиг. 6,чДля этого в устройство вводят еще три ячейки,управления (т,е. всего устройства программного управления будет содержать шесть ячеек управления), необходимое число элементов НЕ для организации логических взаимосвязей, формирователей временных интервалов, а диодные матрицы на фиг. 2 и на фиг. 5 объединяются в одну матрицу, т.е. с увеличением числа объектов управления есть возможность наращивать устройство программного управлсния.Таким образом, устройство для программного управления позволяет управлять объектами управления по сложной программе, реализовывая при этом логические функции, взаимосвязывающие работу обьектов управления согласно заданной циклограмме.Программирование основывается на знании логических законов булевой алгебры и заключается в программировании диодной матрицы, являющейся единственным программоносителем, программная работа объектов управления зависит только от комбинационного набора диодов в диодной матрице, что упрощает процесс программирования и перепрограммирования.Каждая ячейка управления, являясь цифровым. устройством, позволяет самостоятельно вместе с диодной матрицей управлять двухтактной работой объекта управления (ходом вперед, ходом назад), что расширяет функциональные возможности устройства программного управления.Ячейка управления позволяет получать цифровую информацию не только о нахождении объекта управления в начальном и конечном положении, но и в промежуточном, когда двухпозиционный объект управления совершает движения из начального5101.5 20 25 30 35404550 исключать аварийную ситуацию и производить запуск в работу обьектов только при нахождении всек объектов управления в начальном положении, что исключает аварийную ситуацию.Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение наположения в конечное и из конечного в начальное положение, и цифровой сигнал о возвращении объекта управления в начальное положение, что позволяет получать гибкость в программировании и расширяет функциональные воэможности устройства программного управления.Устройство программного управления обладает помехоустойчивостью и надежностью работы, что у:ределяется способомпрограммирования и структурой устройст. ва, представляющей собой комбинационную схему, включающую в себя ячейки управления и диодную матрицу.Надежность обеспечивается также тем, что устройство программного управления состоит иэ одинаковых, относительно простых ячеек управления, что дает также возможность легко наращивать устройство программного управления при увеличении числа объектов управления.Устройство позволяет при разветвлении цикла на параллельные участки работы вновь соединяться в один цикл с контролем . от датчиков положения, т.е. после того, как все параллельные участки работы цикла выполнены и обьекты управления занимают определяемые циклограммой положения, фиксируемые датчиками положения.При программировании устройства не все элементы НЕ (в примере конкретного исполнения это элемент НЕ 92 ячейки управления на фиг. 3) ячейки управления оказываются задействованными и имеется возможность использовать их при органиэации логических функций, взаимосвязывающих через ячейки управления работуобъектов управления согласно заданной циклограмме, что уменьшает число вводимых в устройство элементов НЕ.Устройство программного управления позволяет вводить при необходимости вспомогательные устройства, что расширяет его функциональные возможности. При вводе формирователей времен-. ных интервалов можно реализовать работу устройства программного управления по временному принципу; включать независимо работающее технологическое оборудование, причем если технологическоеоборудование взаимодействует с объектами управления, то, вводя аварийные датчики, .имеется возможность программнодежности, расширение функциональных возможностей и упрощение программирования.Формула изобретения 1. Устройство для программного управления объектами, содержащее датчики положения объектов, ячейки управления с элементом памяти, блок программ, выполненный в виде диодной матрицы, входные шины которой являются входами блока, а выходные шины матрицы являются выходами блока, причем число входных шин равно числу ячеек управления, а выходных - числу входов объектов управления, а также блок согласующих усилителей, подключенный выходами к объектам управления, а входами - к соответствующим выходам диодной матрицы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем программной реализации любых логических функций, взаимосвязывающих работу объектов управления согласно заданной циклограмме, возможности работы по временному принципу, управления двухтактной работой объектов управления, возможности ввода вспомогательных устройств, а также повышения надежности и упрощения программирования устройства, введены блок управления режимами и формирователь временн х интервалов, в диодную матрицу введены дополнительные входные и выходные шины, каждая ячейка управления содержит три элемента НЕ, два элемента 2 И - НЕ, три элемента ЗИ - НЕ и диод, вход первого элемента НЕ является первым входом ячейки управления, а выход - первым выходом ячейки управления, вход второго элемента НЕ соединен с вторым входом ячейки и с первым входом первого . элемента 2 И-НЕ, вход третьего элемента НЕ соединен с третьим входом ячейки и с первым входом первого элемента ЗИ-НЕ, выход второго элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента ЗИ - НЕ, выход третьего элемента НЕ соединен с вторым входом второго элемента ЗИ-НЕ, второй вход первоо элемента 2 И-НЕ, соединенный с вторым входом первого элемента ЗИНЕ и с третьим входом второго элемента ЗИ-НЕ, является четвертым входом ячейки управления, выходы первого элемента 2 ИН Е, соединенного с третьим входом первого элемента ЗИ-НЕ, второго элемента ЗИ-НЕ и первого элемента ЗИ-НЕ являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами ячейки управления; выход первого элемента ЗИ-НЕ через диод соединен с установочным входом элемента памяти, сброаовый вход элемента памяти является пятым входом ячейки управления, а выход 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 элемента памяти соединен с первым входом третьего элемента ЗИ-НЕ и с первым входом второго элемента 2 И - НЕ, второй вход третьего элемента ЗИ - НЕ соединен с первым входом первого элемента 2 И - НЕ, второй вход второго элемента 2 И - НЕ является шестым входом ячейки управления, а установочный вход элемента памяти является седьмым входом ячейки управления, выход второго элемента 2 И - НЕ и выход третьего элемента ЗИ-НЕ являются соответственно пятым и шестым выходами ячейки управления, а третий вход третьего элемента ЗИ-НЕ является восьмым входом ячейки управления, каждая из ячеек управления первым и с четвертого по восьмой входами соединена с соответствующими выходными шинами, а выходами - с соответствующими входными шинами диодной матрицы программного блока, второй и третий входы каждой ячейки управления соединены с выходами соответствующих датчиков начального и конечного положения, входы которых подключены к шине напряжения низкого уровня, с которой входом напряжения низкого уровня соединен блок управления режимами, группа входов которого подключена к выходам датчиков начального положения, установочный выход блока управления режимами соединен с соответствующей входной шиной диодной матрицы, вход цикличности блока управления режимами подключен к соответствующей выходной шине диодной матрицы, выход цикличности блока управления режимами через формирователь временных интервалов соединен с соответствующей входной шиной диодной матрицы, шина напряжения низкого уровня и незадействованные входы логических элементов подключены к соответствующим шинам питания.2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления режимами содержит элемент И, элемент памяти типа реле с переключающим контактом, два элемента управления и переключающий элемент, причем группа входов элемента И является группой входов блока, выход.элемента И соединен с первым выводом обмотки реле, второй вывод которого через размыкающий контакт первого элемента управления подключен к первому выводу первого замыкающего контакта второго элемента управления и к замыкающему выводу переключающего контакта реле, размыкающий вывод этого контактаявляется установочным выходом блока, а общий вывод переключающего контакта элемента памяти соединен с вторым выводом первого замыкающего контакта второго элемен1718185 26 25 Риг. та управления и является входом напряжения низкого уровня блока, первый вывод второго замыкающего контакта второго элемента управления является выходом цикличности блока и через размыкающий контакт переключающего элемента подключен к второму выводу второго замыкающего контакта второго элемента управления и к входу цикличности блока.3. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в устройство введено технологическое оборудование, входами и выходами подключенное соответственно к дополнительным выходным и входным шинам диодной матрицы,4. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью организации работы по временному принципу, в устройство введена группа формирователей временных интервалов, подключенных входами и выходами соответственно к дополнительным выходным и входным шинам диодной матрицы.5 5.Устройствопо п,1,отл ича ющеес я тем, что, с целью исключения аварийной сигуации, в устройство введены аварийные датчики, подключенные к дополнительным входным шинам,10 6, Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью организации логической взаимосвязи между ячейками управления, а значит, и между обьектами управления введена груп па элементов НЕ, число которых соответствует числу программно организуемых взаимосвязей и входы которых соединены с выходными, а Выходы с Входными шинами диодной 20 матрицы программного блока.1718185 Составитель А,ПономаренкоТехред М,Моргентал Корректор Патай актор С,Пе Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1 аказ 880 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/55 10 20 грамм управления, неоднородность их структуры усложняет наращивание устройства при увеличении числа управляемых объектов.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для программного управления обьектами, содержащее датчики положения объектов, блок согласующих усилителей, четыре переключающих элемента, элемент выбора такта, установочный элемент управления и режимный элемент управления, блок распределения команд, выполненный в виде ячеек управления, каждая из которых выполнена в виде аппарата релейного действия с памятью на один такт и содержит управляющий элемент с двумя замыкающими контактами, три развязывающих диодах и элемент индикации 2,Недостатком этого устройства является отсутствие единого программоносителя, что усложняет процесс программирования и перепрограммирования, Для программи- рования устройства согласно какой-либо циклограмме управления объектами необходимо кроме определенной установки диодов в "диодной матрице, включающих в работу объекты управления через блок согласующих усилителей, произвести также определенные коммутационные соединения между ячейками управления в блоке распределения команд, организующие логическую работу объектов управления. Если же, например, системой обьектов необходимо управлять по разным циклограммам, то для перехода на другую программу необходима замена блока распределения команд с новыми связями между ячейками управления и диодной матрицы с новой комбинацией диодов, являющимися основными узлами устройства программного управления. Кроме этого, при перепрограммировании устройства необходимо также изменять коммутационные соединения. датчиков положения с ячейками управления согласно условию перехода от такта к такту,К недостаткам устройства следует отнести также то, что включение реле в ячейке управления происходит через эквивалентное сопротивление параллельно содиненных обмотки реле и элемента индикации предыдущей ячейки управления, что снижает надежность включения реле, а значит, и надежность ячейки управления и делает необходимым увеличение питающего напряжения, что ведет к дополнительному потреблению энергии, особенно при большом количестве ячеек управления,Кроме того, недостатками устройства являются: ограничение функциональной 25 30 35 40 45 50 55 возможности ячейки управления, способной управлять только одним тактом обьекта или объектов управления; невозможность перехода от такта к такту выключением двух или нескольких ячеек управления с контролем от датчиков положения согласно одному из условий перехода от такта к такту, т.е. включенное состояние предыдущей (одной) по циклу ячейки управления, например, при разветвлении цикла на два или несколько параллельных участков и при переходе на следующий общий такт, что ограничивает функциональные возможности устройства; при установке объектов управления,в начальное положение нет общего контроля начального положения объектов управления и поэтому возможен запуск устройства при условии, когда не все объекты управления находятся в начальном положении, что может быть причиной аварийной ситуации,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем программной реализации любых логических функций, взаимосвязывающих работу объектов управления согласно заданной циклограмме, возможности работы по временному принципу и воэможности ввода при необходимости вспомогательных устройств, а также повышение надежности и упрощение программирования устройства,Поставленная цель достигается тем, что, в устройство для программного управления введены блок управления режимами и формирователи временных интервалов, в диодную матрицу введены дополнительные входные и выходные шины, каждая ячейка управления содержит три элемента НЕ, два элемента 2 И-НЕ, три элемента ЗИ - НЕ и диод, вход первого элемента НЕ является первым входом ячейки управления, а выход - первым выходом ячейки управления, вход второго элемента НЕ соединен с вторым входом ячейки и с первым входом первого элемента 2 И-НЕ, вход третьего элемента НЕ соединен с третьим входом ячейки и с первым входом первого элемента ЗИ-НЕ, выход второго элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента ЗИ - НЕ, выход третьего элемента НЕ соединен с вторым входом второго элемента ЗИ - НЕ, второй вход первого элемента 2 И-НЕ, соединенный с вторым входом первого элемента ЗИ-Н Е и с третьим входом второго элемента ЗИ - НЕ, является четвертым входом ячейки управления, выходы первого элемента 2 И - НЕ, соединенного с третьим входом первого элемента ЗИ - НЕ, второго элемента ЗИ-НЕ и первого элемента ЗИ-НЕ являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами ячейки управления, выход первого элемента ЗИ - НЕ через диод соединен с установочным входом элемента памяти, сбросовый вход элемента памяти является пятым входом ячейки управления, а выход элемента памяти соединен с первым входом третьего элемента ЗИ-НЕ, соединенного вторым входом с первым входом первого элемента 2 И - НЕ, и с первым входом второго элемента 2 И - НЕ, второй вход которого является шестым входом ячейки управления, а установочный вход элемента памяти является седьмым входом ячейки управления, выходы второго элемента 2 И-НЕ и выход третьего элемента ЗИ-НЕ являются соответственно пятым и шестым выходами ячейки управления, а третий вход третьего элемента ЗИ-НЕ является восьмым входом ячейки управления, каждая из ячеек управления первым и с четвертого по восьмой входами соединена с соответствующими выходными шинами, а выходами - с соответствующими входными шинами диодной матрицы программного блока, второй и третий входы ячейки управления соединены с выходами соответствующих датчиков начального и конечного положения, входы которых подключены к шине напряжения низкого уровня, с которой входом напряжения низкого уровня соединен блок управления режимами, группа входов которого подключена к выходам датчиков начального положения, установочный выход блока управления рвжимами соединен с соответствующей входной шиной диодной матрицы, вход цикличности блока управления режимами подключен к соответствующей выходной шине диодной матрицы, выход цикличности блока управления режимами через формирователь временных интервалов соединен с соответствующей входной шиной диодной матрицы,С целью общего управления устройства блок управления режимами содержит элемент И, элемент памяти типа реле с переключающим контактом, два эЛемента управления и переключающий элемент, причем группа входов элемента И является группой входов блока, выход элемента И соединен с первым выводом обмотки реле, второй вывод которого через размыкающий контакт первого элемента управления подключен к первому выводу первого замыкающего контакта второго элемента управления и к замыкающему выводу переключающего контакта реле, размыкающий вывод этого контакта является установочным выходом блока, а общий вывод переключающего контакта элемента памяти соединен с вторым выводом первого замыкающего контакта второго элемента управления и является входом напряжения низкого уровня блока. первый вывод второго замыкающего контакта второго элемента управления является выходом цикличности блока и через размыкающий контакт переключающего элемента подключен к йторому выводу второго замыкающего контакта вто.рого элемента управления и к входу цикличности блока. Блок управления режимами позволяет при включении питания устанавливать ячейки управления в исходное состояние готовности к работе и объекты управления в начальное положение, производить запуск в работу устройства только после установления объектов управления в начальное положение, производить останов, а такЖе управлять автоматическим и циклическим режимами работы устройства программного управления.Устройство программного управления с целью расширения функциональных возможностей позволяет ввести технологическое оборудование, входами и выходами подключенное соответственно к дополнительным выходным и входным шинам диодной матрицы.С целью организации работы по временному принципу в устройство введена группа формирователей временных интервалов, подключенных входами и выходами соответственно к дополнительным выходным и входным шинам диодной матрицы.Вводя в устройство аварийные датчики, подключенные к дополнительным входным шинам, можно упралять безаварийным положением объектов управления.С целью организации логической взаимосвязи между ячейками управления, а значит, и между объектами управления введена группа элементов НЕ, число которых соответствует числу программно организуемых взаимосвязей и входы которых соединены с выходными, а выходы с входными шинами диодной матрицы программного блока.Программное управление ячейки управления происходит по шести входам (первым и с четвертого по восьмой) посредством соединения входов с выходами ячейки управления через диоды в диодной матрице,При этом первый вход ячейки управления, соединенный с одной из выходных шин диодной матрицы, служит для программного управления установкой ячейки управления в исходное состояние готовности к работе и объекта управления в начальное положение.Четвертый вход ячейки управления, соединенный с одной из выходных шин диодной матрицы, служит для программного.5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 формирования цифрового сигнала на ход вперед.Пятый вход ячейки управления, соединенный с одной из выходных шин диодной матрицы, служит для программного управления установочным входом элемента памяти.Шестой вход ячейки управления, соединенный с одной из выходных шин диодной матрицы, служит для программного формирования цифрового сигнала на ход назад объекта управления.Седьмой вход ячейки управления, соединенный с одной из выходных шин диодной матрицы, служит для программного управления сбросовым входом элемента па, мяти ячейки управления.Восьмой вход ячейки управления, соединенный с одной иэ выходных шин диодной матрицы, служит для программного формирования цифрового сигнала возвращения обьекта управления в начальное положение.Первый, выход ячейки управления, соединенный с одной из входных шин диодной матрицы, служит для установки ячейки уп.равления в исходное состояние готовности к работе и объекта управления в начальное положение,Второй выход ячейки управления, соединенный с одной из входных шин диодной матрицы, служит для организации хода вперед объекта управления на время включенного состояния датчика начального положения.Третий выход ячейки управления, соединенный с одной из входных шин диодной матрицы, служит для органиэации хода вперед объекта управления в момент времени отключенных состояний датчиков начального и конечного положения.. Четвертый выход ячейки управления, соединенный с одной из входных шин диодной матрицы, служит для выдачи цифрового сигнала о приходе обьекта управления в конечное положение,Пятый выход ячейки управления, соединенный с одной из входных шин диодной матрицы, служит для организации хода назад объекта управления,Шестой выход ячейки управления, соединенный с одной из входных шин диодной матрицы, служит для выдачи цифрового сигнала о возвращении объекта управления в начальное положение.Новизной устройства прогоамного управления является наличие единого программоносителя в виде диодной матрицы, что упрощает программирование и пере- программирование, В отличии от известного устройства, в котором логическая взаимосвязь между ячейками управления осуществляется коммутационными соединениями в блоке распределения команд и коммутационными соединениями датчиков е ячейками управления, взаимосвязь между ячейками управления в предлагаемом устройствеосуществляется диодной матрицей, которая посредством диодов производит включение объектов управления, организовывает управление ячейками управления и логическую взаимосвязь между ячейками управления, подчиненную циклограмме работы объектов управления,Кроме того, ячейка управления предлагаемого устройства, является цифровым устройством, позволяет самостоятельно управлять двухпозиционным обьектом управления, а значит, его двумя тактами (ходом вперед и ходом назад) в отличие от ячейки управления известного устройства, управляющей одним тактом, что дает определенному числу ячеек управления предлагаемого устройства программного управления реализовать большее число тактов работы объектов управления, чем тому же числу ячеек управления известного устройства. Ячейка управления позволяет получать цифровую информацию не только о нахождении двухпозиционного объекта управления в начальном и конечном положении, но и в промежуточном. когда двухпозиционный объект управления совершает движение из начального положения в конечное и из конечного положения в начальное, и цифровой сигнал о возвращении объекта управления в начальное положение.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для программного управления; на фиг, 2 - ее программная часть в виде диодной матрицы; на фиг, 3 - принципиальная схема ячейки управления; на фиг.4 - циклограмма работы обьектов управления, которые программно реализуются с помощью диодной матрицы на фиг. 2; на фиг.5 - диодная матрица с программой, организующей работу объектов управления; на фиг. б - циклограмма ее работы; на фиг, 7 и 8 - временные диаграммы работы устройства; на фиг. 9 и 10 - таблицы состояний цифровых сигналов согласно циклограмме фиг. 4.Устройство для программного управления (фиг. 1 и 2) содержит шину 1 с напряжением низкого уровня; соответствующим логическому "0"., блок 2 управления режимами с элементом ЗИ 3, с элементами управления в виде кнопки 4 с двойными контактами и кнопки 5, с переключающим элементом в виде тумблера б с размыкающими контактами, с элементом памяти в виде реле 7 с5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 контактами 8, датчики 9 - 11 начального положения объектов управления, датчики 1214 конечного положения объектов,аварийный датчик 15, ячейки 16 - 18 управления, элементы НЕ 19 и 20, формирователивременных интервалов - одновибратор 21 иформирователь 22 временной задержки,технологическое оборудование 23, диоднуюматрицу 24 (фиг. 2), блок 25 согласующихусилителей с усилителями 26 - 31 и двухпозиционные объекты 32-34 управления.Шина 1 через датчики 9-11 начальногоположения соединена соответственно с вх.2 ячеек 16-18 управления, а через датчики12-14 конечного положения - соответственно с вх, 3 ячеек 16-18 управления,Датчики начального положения соединены с группой входов 35 - 37 элемента ЗИ 3блока 2 управления режимами. Входы ячейки 16 управления (вх. 1, вх. 4 вх, 8) соединены с выходными шинами 38-43, входыячейки 17 управления (вх. 1, вх, 4 вх. 8)соединены с выходными шинами 44-49,входы ячейки 18 управления (вх. 1, вх, 4 вх,8) соединены с выходными шинами 50 - 55,входы элемента НЕ 19 и элемента НЕ 20соединены соответственно с выходнымишинами 56 и 57, вход одновибратора 21через параллельно соединенные контактыкнопки 4 и контакты переключающего эле. мента 6 блока 2 управления режимами соединены с выходной шиной 58, входформирователя 22 временной задержкиподключен к выходной шине 59, цифровойвход включения технологического оборудования 23 соединен с выходной шиной 60 ивходы согласующих усилителей (например,транзисторных ключей) 26 - 31 соединенысоответственно с выходными шинами 61-66в диодной матрице 24,Согласующие усилители 26 и 27 соединены с объектом 32 управления и служат дляуправления его ходом вперед и назад, согласующие усилители 28 и 29 соединены собъектом 33 управления и служит для управления его ходом вперед и назад, согласующие усилители 30 и 31 соединены собъектом 34 управления и служат для управ. ления его ходом вперед и назад (объектыуправления могут быть. электропневмоклапана, электродвигатели и т.д.),Шина 1 через размыкающие контакты 8реле 7 подключена к входной шине 67. Выходы ячейки 16 управления подсоединены квходным шинам 68 - 73, выходы ячейки 17управления подсоединены к входным шинам 74-79, выходы ячейки 18 управленияподсоединены к входным шинам 80 - 85, выходы алемента НЕ 19 и элемента НЕ 20присоединены соответственно к входным шинам 86 и 87, выход одновибратора 21 присоединен к входной шине 88, выходформирователя 22 задержки времени присоединен к входной шине 89, цифровой выход с технологического оборудования 23 присоединен к входной шине 89, цифровой выход с технологического оборудования 23 присоединен к входной шине 90 и шина 1 через аварийный датчик 15 подключена к входной шине 91 диодной матрицы 24,Ячейка управления (фиг, 3) содержит элемент НЕ 92, элемент НЕ 93, элемент НЕ 94, элемент 2 И - НЕ 96, элемент памяти (ЯЯ- триггер, собранный на элементах 2 И-НЕ 97 и 98), элемент ЗИ-НЕ 99, элемент ЗИ-НЕ 100, элемент ЗИ-НЕ 101 и диод 102.Устройство для программного управления работает следующим образом,При включении питания на входную шину 67 диодной матрицы 24 через размыкающие контакты 8 реле. 7 поступает сигнал в виде логического. "0", Поскольку диодная матрица схематически представляет собой сетку из перпендикулярных и пронумерованных линий, то для удобства будем обозначать диоды с помощью декартовой системй координат. Например, запись (67, 39) означает, что диод соединен с катодом с входной шиной 67 и анодом с выходной шиной 39 диодной матрицы 24 Через диоды (67, 39), (67, 40), (67, 41) и (67, 43) логический "0" приходит соответст. венно на вх, 4, вх, 5, вх. 6, вх, 8 ячейки 16 управления по выходным шинам 39 - 43. В ячейке 16 управления логический "0" попадает на вход 103 элемента 2 И - НЕ 95, на вход 104 элемента ЗИ-НЕ 99 и на вход 105 элемента ЗИ - НЕ 100. В результате на выходах этих элементов, а значит, и на вых. 2, вых. 3 и вых, 4 будет присутствовать сигнал в виде логической "1". Через диод (67. 40) логической "0" поступает на вход 106 ВЗ- триггера и устанавливает его в исходное состояние, через диод (67, 41) логический "0" попадает на вход 107 элемента 2 И-НЕ 96 и через диод (67, 43) логический "0" попадает на вход 108 элемента ЗИ-НЕ 101.В результате на вых, 4, вых. 5 и вых. 6 ячейки 16 управления также будет присутствовать сигнал в виде логической "1" Таким образом, логический "0" на шине 67 через диоды (67, 39), (67, 40, (67, 41) и (67, 43) устанавливает ячейку 16 управления в исходное состояние готовности к работе,воздействуя на вх. 4, вх, 5, вх. 6 и вх. 8.Для этой же цели установления ячеек управления в исходное состояние служат диоды (67, 45), (67, 46) и (67, 49) для ячейки17 управления и диоды (67, 51), (67, 52), (67.53) и (67, 55) для ячейки 18 управления.Логический "0" через диоды (67, 61), (67, 63) и (67, 65) поступают соответственно на согласующие усилители 26, 28 и 30, которые включают на ход назад объекты 32-34 управления в результате чего объекты управления устанавливаются в начальное положение.Таким образом, шина 67 служит для установления ячеек 16-18 управления в исходное состояние готовности к работе, а объектов 32 - 34 управления - в начальное положение и имеет самый высокий приоритет из всех входных шин диодной матрицы 24,До установки объектов в начальное положение на выходе элемента ЗИ 3 блока 2 управления режимами будет логический "О" при наличии на его входах 35-37 хотя бы одного "0" с датчиков начального положения. И при нажатии на кнопку 4 "Пуск" реле 7 не включится. Лишь после того, как обьекты 32 - 34 управления займут начальное по ложение, включая датчики 9 - 11 начального положения, на выходе элемента ЗИ 3 появится логическая "1" (например, при применении логических элементов ТТЛ-типа серии 511 на незадействованных входах которых присутствует логическая "1", для надежности все незадействованные входы логических элементов такого типа обычно подключают к шине логической "1" через резисторы).В результате на обмотку реле 7 с выхода элемента ЗИ 3 будет подаваться напряжение высокого уровня, соответствующее логической "1", и при нажатии кнопки 3 "Пуск" реле 7 включится, сработают контакты 8 и заблокируют кнопку 4, на всех выходных шинах, соединенных через диоды с входной шиной 67, появятся сигналы логической "1".Вступают в работу ячейки 16 и 17 управления, ячейка 18 управления остается в исходном состоянии, на ее вых. 1 будет присутствовать логический "0" (так как на вх. 1, а значит, на входе элемента НЕ 92 будет логическая "1"), который через диоды (80, 51), (80, 52), (80, 53) и (80, 55) будет продолжать удерживать ячейку 18 управления в исходном состоянии, а через диод(80, 65) объект 33 управления в начальном положении.На входе 103 элемента 2 И - НЕ 95 ячейки 16 управления появится логическая "1", на входе 109 также будет логическая "1". так как контакт датчика 9 начального положения разомкнут, в результате на вых. 2 ячейки 16 управления, а значит, и на входной шине 69 появится сигнал логического "О". При этом через диод (69, 62) и через согласующий усилитель 27 блока 25 согласующихи на вых. 3 ячейки 16 управления, а значит, и на шине 70 появится логический "0",Таким образом, логический "О" переходит с входной шины 69 на шину 70.45 Назначение диодов (70, 40), (70, 41), (70,43) и(70, 62) осталось то же, что и диодов(69, 40), (69, 41), (69,43) и (69, 62) соответственно.По приходу объекта 32 управления в конечное положение срабатывает датчик 12 50 конечного положения (контакт разомкнут),на входе элемента НЕ 94 и входе 113 элемента ЗИ - НЕ 100 появляется логическая "1", которая инвертируется через элемент НЕ 94 в логический "0", попадающий на вход 55 112 элемента ЗИ - НЕ 99, в результате чегона его выходе, а значит, и на вых, 3 ячейки 16 управления появляется "1", а логический "0" переходит на вых, 4 в результате наличияна трех входах 114, 105 и 113 элемента ЗИНЕ 100 логических "1". Через диод 102 в 5 102035 40 усилителей включится обьект 32 управления для выполнения команды на ход вперед.Диод (69, 40) служит для удержания КЗ- триггера (элементы 2 И-НЕ 97 и 2 И-НЕ 93) ячейки 16 управления в прежнем, исходном состоянии и предотвращает ложное срабатывание ЯЗ-триггера от, например, случайно, возникшей импульсной помехи, логический "0" через диод (69, 40) попадает на вход 106 ВЯ-триггера, и если помеха ввиде импульса логического "О" пройдет на вход 110 ВЗ-триггера, то после прохождения импульса КЗ-триггер не изменит своего состояния.Диоды (69, 41) и (69, 43) блокируют соответственно вых. 5 и вых, 6 ячейки управления также с целью ее помехозащищенности,Сигнал логического "О" на входной шине 69 будет присутствовать на время действия обьекта 32 управления на датчикначального положения, т,е. на время включенного состояния датчика 9 начального положения (контакт разомкнут),После выхода объекта 32 управления из зоны датчика 9 начального положения последний отключится и выдает сигнал логического "0". На вых, 2 ячейки 16 управления появляется логическая "1". Логический "О" с датчика 9 начального положения, попадая на элемент НЕ 93, инвертируется в логическую "1", которая приходит на вход 111 эле- . мента ЗИ - НЕ 99, Датчик 12 конечного положения в это время также выдает логический "0" (рассматривается время, когда объект 32 управления не достиг датчика 12 конечного положения), который инвертируется через элемент НЕ 94 в логическую "1", поступающую на вход 112 элемента ЗИ - НЕ 99. В результате на входы 104, 111 и 112 элемента ЗИ-Н Е 99 приходят логические "1"ячейке 16 управления логическим "0" происходит переключение по входу 110 ВЗ-триггера, который фиксирует наличие команды на ход назад. Вместе с логическим "0" на вых. 4 логический "0" появляется и на вых, 5 5 в результате наличия на входе 115, соединенным с выходом ЙЯ-триггера, и входе 107 элемента 2 И-НЕ 96 логических "1". Логический "О", появившись на входной шине 72, через диод (72, 61) включает согласующий 10 усилитель 26, который запускает объект 32 . управления на ход назад. Диод (72, 39), воздействуя логическим "0" на вх. 4, блокирует вых. 2, вых. 3 и:вых, 4 ячейки 16 управления, Логический "0", присутствовавший на вых. 4, 15 сменяется на "1", Диод (72. 42) удерживает ЙЯ-триггер через вход 110 в переключенном состоянии с целью помехоустойчивости,Объект 32 управления возвращается в начальное положение, срабатывает датчик 20 9 начального положения, в результате на вход 116 элемента ЗИ - НЕ 101 приходит логическая "1". На двух других входах 117 и 108 также присутствуют логические "1" и, следовательно, на вых. 6, а значит, и на 25 входной шине 73 появляется логический "0".Диоды (7339), (73; 42) и (73, 61) на входной шине 73 возлагают на себя роль диодов (72, 39), (72, 42) и (72, 61) соответственно. Диод(73,4) логическим "0" воздействуя на 30 ях, 6. блокирует вых. 5 ячейки 16 управления и,на нем, а значит, и на входной шине 72 логический "О" сменяется на логическую "1",Таким образом, объект 32 управления согласно циклограмме (фиг. 4) выполнил ко манду на ход вперед от датчика 9 начального положения до датчика 12.конечного положения и, достигнув датчика 12 конечного положения, выполнил команду на ход назад, т,е. возвратился в начальное положение. 40Рассмотрим теперь программную работу ячейки 17 управления, управляющей объектом 33 управления, который включается в работу одновременно с объектом 32 управления согласно циклограмме на (фиг. 4), 45При включении в работу ячейки 17 управления логический "0" появляется на входной шине 75(датчик 10 начального положения включен), затем после отключения датчика начального положения, когда объ ект 33 управления покинул зону датчика, логический "О" появляется на входной шинее 76. Диоды (75, 64) и (76, 64) служат для включения через согласующий усилитель 29 объекта 33 управления на ход вперед. Диод 55 (75, 46), (75, 47), (75, 49), (76, 46), (76, 47), (76, 49) играют для ячейки 17 управления ту же роль, что и соответственно диоды (69, 40), (69, 4), (69, 43), Г 70, 40), (70, 41), (70, 43) для ячейки 16 управления. Когда объект 33 достигнет датчика 13 конечного положения, логический "0" появляется на вых. 4 ячейки 17 управления и на входной шине 77, Диод (77, 47) блокирует через вх. 6 вых, 5 ячейки 17 управления, воздействуя логическим "0" на вход 107 элемента 2 И-НЕ 96.Диод (77, 49) блокирует через вх, 8 вых, 6 ячейки 17 управления, воздействуя логическим "0" на вход 108 элемента ЗИ - НЕ 101. Диод (77, 64) через согласующий усилитель 29 удерживает объект 33 управления в конечном положении.Объект 33 управления, достигнув датчика 13 конечного положения, остается в этом положении согласно циклограмме на фиг. 4,В этот момент времени вступает в работу ячейка 18 управления, а значит, и объект 34 управления, До этого момента времени на шине 80 присутствовал логический "0", который через диоды (80, 51), (80, 52), (80, 53) .и (80, 55) удерживал ячейку управления в исходном состоянии готовности к работе, а через диод (80, 65) объект 34 управления в начальном положении через согласующий усилитель 30.Через диод (77, 50) в момент прихода объекта 33 в конечное положение логический "0" подается на вх. 1 ячейки 18 управления, который инвертируется в логическую "1" элементом НЕ 92, ячейка 18 управления вступает в работу, на входной шине 80 появляется логическая "1", а. на шине 81 - логический "0".Таким образом, объект 34 управления начинает движение из начального положения в конечное при условии прихода объекта 33 управления в конечное положение (фиг, 4).Логический "0" на входной шине 81 присутствует в момент нахождения обьекта 34 управления в начальном положении, т,е. когда включен датчик 11 начального положения. Через диод (81, 66) логический "0" поступает на согласующий усилитель 31, который включает объект 34 управления на ход вперед. Затем логический "0" появляется на входной шине 82 и через диод(82, 66) продолжает управлять ходом вперед обьекта 34 управления. По приходу объекта 34 управления в конечное положение, т,е, когда включится датчик 14 начального положения, логический "О" появится на вых. 5 ячейки 18 управления, а значит, и навходной шине 84, Диод (84, 65) включит через согласующий усилитель 30 объект 34 управления на ход назад. В результате обьект 34 управления возвращается в начальное положение, срабатывает датчик 11 начального положения и логический "0" появляется наду на установление объектов 32-34 управления в начальное положение,С помощью переключателя 6 и кнопки 4"Пуск" можно управлять двумя режимамиустройства программного управления - автоматическим режимом и режимом цикла,а кнопкой 5 "Стоп" осуществляется оперативное прерывание работы объектов 32-34управления с установкой их в начальное положение.Если теперь диодную матрицу, изображенную на фиг, 2, заменить на диоднуюматрицу с новой комбинацией диодов, изображенной нэ фиг. 5, от объекты 32 - 34 управления будут работать по другойпрограмме согласно циклограмме на фиг. 6.После включения реле 7 в работу вступают ячейки 16 и 18 управления, Ячейка 17управления остается в исходном состоянии.на входной шине 74 будет логический "0",который через диоды (74, 45). (74, 46), (74, 47)и (74, 49) воздействует на вх. 4, вх, 5, вх. 6 ивх, 8 ячейки 17 управления, в результате на. выходах ячейки 17 управления (вых, 2 вцх.6) присутствуют логические "1" - ячейки 17управления находтися в исходном состоянии готовности к работе,Логический "0" появляется на вых. 2ячеек 16 и 18 управления. Объекты 32 и 34управления начинают выполнять командуна ход вперед, Логический "0" последовательно появляется на входных шинах 69 - 71и на шинах 81 - 83 в соответствии с нахождением объектов 32 и 34 управления в начальном положении (датчики 9 и 11 начальногоположения включены, датчики 12 и 14 конечного положения отключены), в промежуточном положении между датчикаминачального и конечного положения(датчики 9 и 11 начального положения и датчики12 и 14 конечного положения отключены )и в конечном положении (датчики 9 и 11начального положения отключены, а датчики 12 и 14 конечного положения включены).Для организации хода вперед объекта32 управления служат диоды (69, 40)(69, 41),(69, 43), (70, 40), (70, 41) и (70, 43),а для организации хода вперед объекта 34 управленияслужат диоды (81, 52), (81, 53), (81, 55),. (82,52), (82, 53) и (82, 55).Диоды,(71, 41) и (71, 43) через вх. 6 и вх,8 блокируют вых. 5 и вых, 6 ячейки 16 управления, служащих для организации хода назад объекта 32 управления, и поэтому наэтих выходах присутствуют логические "1".Диоды (83, 53) и.(83, 55) блокируют вых. 5 ивых, 6 ячейки 18 управления.Следовательно, достигнув конечногоположения, объекты 32 и 34 управления остаются в этом положении.5 1015202530 3540 455055 Логический "О" через диоды (79, 39) и (79, 42) воздействуе 1 на вх. 2 и вх. 5 ячейки 16 управления, в результате логический "0" переходит с входной шины 71 на шину 72, начинается выполнение команды на ход наТеперь согласно циклограмме нэ фиг, б должен начать ход вперед объект 33 управления и, значит, вступит в работу ячейка 17 управления при условии, что объекты 32 и 34 управления достигли конечного положения, т.е, при наличии логического "0" на шинах 71 и 83.Эта логическая взаимосвязь реализуется с помощью элемента НЕ 19 и диодов (69, 56), (70, 56), (81. 56) и (82, 56). Пока объекты32 и 34 управления не достигли конечного положения логические "0" с вых, 2 и вых, 3 ячейки 16 управления и с вых. 2 и вых. 3 ячейки 18 управления воздействуют на входэлемента НЕ 19, следовательно, на входнойшине 86, которая подсоединена через диод (86, 44) к вх, 1 ячейки 17 управления присутствует логическая "1" и на шине 74 присутствует логический "0", который удерживает ячейку 17 управления в исходном состоянии, Когда логический "0" на входных шинах69, 70, 81 и 82 сменяется на логическую "1", на входе элемента НЕ 19 будет логическая"1", а на выходе - логический "0", которыйчерез диод(86, 44) запускает в работу ячейку 17 управления. Логический "0" появляется на вых. 2 ячейки 17 управления, а значит, и на шине 75, начинает выполняться команда на ход вперед объектом 33, Логический "0" переходит с шины 75 на шину 76 при выходе объекта 33 управления из начального положения (датчик 10 начального положения и датчик 13 конечного положения отключены), затем логический "0" появляется на шине 78(включен датчик 13 конечного положения), При этом логический "0" кратковременно появляется и на входной шине 77, т.е. на вых, 4 ячейки 17 управления, но после переключения ВЯ-триггера ячейки 17 управления логический "0" появляется на шине 78, который через диод (78, 45) блокирует вых.4 и на нем появляется логическая "1".Затем логический "0". как сигнал о выполненной объектом 33 управления работе, появляется на шине 79.Согласно циклограмме на фиг. 6 объект ЗЗ управления выполнил команду на ход вперед, дошел до конечного положения ивернулся в начальноеПри этом для организации команды,на ход вперед служат диоды (75, 46), (75, 47), (75, 49), (76, 46), (76, 47) и (76, 49) и команды на ход назад диоды (78. 45), (78, 48), (79, 45), (79, 48) и (79, 47).