Устройство для контроля блока управления роботом

11190 18 3 1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь"зовано для повьппения надежности уст"ройств программного управления сложными техническими объектами, включаямикропроцессорные и микромашинныесистемы.Известно устройство для контроляпрограммной синхронизации, содержащее счетчик времени и логические 10элементы, обеспечивающие выдачу сигнала аварийного прерывания в случаеобнаружения сбоя программы 1 1 1,Недостатком известного устройства является низкое быстродействиеконтроля.Наиболее .близким к предлагаемомуявляется устройство для контроляпрограммой синхронизации, содержащее,два счетчика и элемент И и, обеспечивающее выдачу аварийного сигнала вслучае обнаружения сбоя программы 21,Недостатком данного устройства яв"Ляется низкое быстродействие контроля, обусловленное тем, что послеЛюбого слоя управляющейпрограммы,включая и самоустраняющиеся сбои,требуется исполнение длительной процедуры восстановления. Кроме того,для осуществления контроля необходи"ма программная настройка устройствана исполнение каждого отдельного модуля программы, что также требуетопределенных непроизводительных затрат времени.Цель изобретения - повьппение35быстродействия устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для контроляблока управления роботом, содержащее40первый и второй счетчики и первыйэлемент И, введены два элемента ИЛИ,схему сравнения и генератор импульсов,причем выход генератора импульсовсоединен с счетным входом первого45счетчика, выход переполнения которого является контрольным выходом устройства, вход начальной установкиустройства соединенс первым входомпервого элемента ИЛИ, выход которогосоединен с входом начальнои устач 50новки первого счетчика, первый и второй выходы контролируемого блока соединены соответственно с первым и вто"рым входами второго элемента ИЛИ,выход которого соединен с первымвходом элемента И, адресный входустройства, являющийся адреснымвыходом контролируемого блока соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой соединен со вторым входом элемента И, выход элемента И соединен со вторым входом первого элемента ИПИ и со счетным входом второго счетчика, информационный выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения 2 3,На чертеже изображено предлагаемое устройство.Устройство для контроля блока управления роботом содержит два счетчика 1 и 2, элемент И 3, два элемен" та ИЛИ 4 и 5, схему б сравнения и гегенератор 7 импульсов, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика 1, выход переполнения которого является выходом устрой"ства, а вход начальной установкисвязан с выходом первого элемента ИЛИ4, первый вход которого является входом начальной установки устройства, а второй вход подключен квыходу элемента И 3 и к счетномувходу второго счетчика 2, выход которого подключен к первому входу схемы б сравнения, второй вход которой является адресным входом устройства, а выход подключен к первому входу элемента И 3, второй вход которого соединен с выходом второгоэлемента ИЛИ 5, первый и второй входыкоторого являются соответственно . первым и вторым входами устройства,соединенные с выходами блока управления роботом.Устройство работает следующим образом.Для управления сложными техническими объектами широко используются программные средства, как правило, сложныетехнические объекты имеют И степеней свободы, каждая из которых содержит исполнительный привод и датчик состояния. Сущность управления подобными объектами состоит в циклическом воспроизведении процедуры обслуживания его степеней свободы. В связи с этим типовая структура управляющей программы также носит циклический характер, В процессе нормального исполнения программы вырабатываются сигналы программной синхронизации, которые являются импульсами опроса датчиков состояния и выдачи управляющих воздействий на исполнительные приводы степеней свободы объекта. При этом номер обслуживаемой степени1119 30 3определяется адресом, формируемымпрограммой,В начале очередного цикла исполнения программы формируется нулевойадрес (М =0), соответствующий нулевойстепени свободы объекта, Затем гене"рируется первый программный синхросигнал, по которому осуществляетсячтение адресуемого датчика состояния. Полученная информация, обрабатываемая в течение некоторого времени,меньше критического. По окончанииобработки генерируется второй программный синхросигнал, обеспечивающийпоступление управляющего воздействия на. адресуемый исполнительныйпривод объекта.Затем осуществляется адресация кследующей степени свободы (А=Я+ 1)и цикл: первый программный синхросигнал - обработка - второй программный синхросигнал повторяется. Программные действия производятся дотех пор, пока полностью выдадутсяуправляющие воздействия по всемстепеням свободы объекта. Послеэтого вновь осуществляется адресация и нулевой степени свободы (Я=О)и начинается следующий цикл обслуживания степеней свободы объекта.Таким образом, при правильномфункционировании программы последовательно генерируются строго чередующиеся во времени первый и второй сигналы программной синхронизации.Контроль программной синхронизации в предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом,На адресный вход устройства и,соответственно, на второй вход схемы сравнения 6 поступает в -разрядный код адреса степени свободы. Величины ь и М связаны соотношениемМ = 2 . На первый вход схемы 6 сравнения поступает контрольный кодстарших разрядов второго (ь+1)-разрядного счетчика 2, указывающий номер обслуживаемой степени объекта.При совпадении кода адреса с контрольным кодом схемы 6 сравнения срабатывает и на ее выходе появляется. сигнал, открывающий элемент И 3.В процессе обращения к адресуемойстепени свободы первый и второйпрограммные синхросигналы поочередно поступают на второй элемент ИЛИ 5,55с выхода которого через открытый элемент И 3 подаются на счетный входвторого счетчика 3 и увеличивают 018 4на единицу его контрольный код. ОДновременно сигналы с выхода элемента И 3 через второй элемент 4 поступают на вход начальной установки первого счетчика 1 и осуществляют сброс последнего.При правильном функционировании программы в моменты поступления синхросигналов контрольный код второго счетчика 2 всегда совпадает с кодом на адресном входе устройства, что обеспечивает открытое состояние элемента И 3 в эти моменты времени и обнуление первого счетчика 1. Это предотвращает формирование аварийного сигнала на выходе устройства.Если в процессе обслуживания степеней свободы объекта нарушается нормальный ход управляющей прог" раммы, то это.приводит либо к появлению неверного кода на адресном вхо" де устройства в моменты поступления сигналов программной синхронизации, либо к нарушению нормального временного интервала между ними (многократное появление сигналов программной синхронизации при постоянном адресе, являющееся следствиемзацикливания программы, или пропадание этих сигналов), приводящего к искажению контрольного кода на вы ходе второго счетчика 2. В обоих указанных случаях возникает неравенство кодов на входах схемы 6 сравнения, что вызывает формирование сигнала, запирающего элемент И 3 и блокирующего прохождение импульсов сброса на первый счетчик 1. При этом первый счетчик 1 воздействием сигналов от генератора 7 импульсов осуществляет процесс контрольного счета времени нарушенйя хода управляющей программы. Если это время превышает критическое, то первый счетчик 1 переполняется. В результате на выходе устройства появляется аварийный сигнал, который в дальнейшем может быть использован для восстановления процесса управления путем, например, принудительного запуска управляющей программы с начального адреса.Значение критического интервала времени для различных технических объектов может .выбираться самым различным образом.Для большинства объектов управления характерны большая частота11190 Составитель И, СигаловТехред Ж.Кастелевич Корректор О. Билак Редактор И. Воловик Заказ 7454/Зб Тираж б 98 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул. Проектная,4 5выдачи управляющих воздействий и инерционность исполнительных приводов, вследствие чего кратковременные одиночные нарушения циклов обслуживания степеней свободы объекта не приводят к функциональному отказу системы. В результате этого вследствие цикличности управляющей программы имеется возможность к самовосстановлению нормального хода про О цесса управления объектом уже в следующем цикле обслуживания. В этих условиях критическое время выбирается равным времени исполнения двух" трех полных циклов обслуживания 15 степеней свободы объекта. Работа устройства в период самовосстановления программы характеризуется тем, что контрольный код на выходе второго счетчика 2 остается неизменным, 20 в код иа адресном входе устройства под воздействием программы постепенно изменяется и в конце концов принимает значение, равное контроль-. ному, Начиная с момента совпадения 25 кодов, устройство входит в синхрониэм с программой, и его работа в дальнейшем не отличается от описанной. В этих условиях устройство обладает нечувствительностью не только ЗО 1к кратковременным случайным нарушениям хода управляющей пРограммы, но и к сбоям контрольного кода во ,втором счетчике 2.Для исключения формирования лож 35 ного аварийного сигнала в момент пуска управляющей программы на вход начальной установки устройства подается сигнал, проходящий через первый элемент ИЛИ 4 и вызывающий об нуление первого счетчика 1, При этом начальйая установка второго счетчика 2 не требуется. Если объект управления не допускает однократных кратковременных на.рушений хода управляющей программы,то в качестве критического временицелесообразно выбирать максимальнодопустимый в процессе нормальногофункционирования временной интервалмевду двумя последовательными выдачами сигналов программной синхронизации, При начальном пуске управляющей программы в этом случае должнавыполняться процедура подготовки,приводящая к.автоматическому наступлению синхронизма устройства спрограммой. Для отказа от подобнойпроцедуры необходимо обнулять второйсчетчик 2 в начале работы устройства. Для этого вход начальной установки второго счетчика 2 может бытьсоединен с входом начальной установки устройства. При этом в случаевозникновения аварийного сигнала навыходе устройства, должна активироваться программа, определяющаядальнейшее поведение системы.Величина критическоговремениопределяется частотой импульсов генератора 7 и разрядностью первогосчетчика 1,Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает повышен ным быстродействием контроля, так какне требует дополнительных затрат нанастройку устройства перед исполнением каждого, программного модуля обеспечивает повышенную надежность контроля, поскольку в процессе его работы допустимы сбои второго счетчи"ка 2, и более высокую достоверностьконтроля вследствие исключенияреакции на однократные сбои программы, не приводящие к функциональномуотказу контролируемой системы,