826285

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Рвслублик(23) ПриоритетОпубликовано 300481, Бюллетень МИбДата опубликования описания 300481(51)М. Кл з С 05 В 19/417 Государственный комнтет СССР яо делам нзобретеннй н открытнй(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГОУПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств чис- лового 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.15Известно устройство числового программного управления, содержащее соЕдиненные линиями связи блок хранения информации, блок согласованияи 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.30 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 ариф" метическо-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 образома 1.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.Блоки согласования, включая пультуправления, и шины связи со станком,являются чистыми блоками связи с внешними устройствами,т,е. блоками сбораданных для входных сигналов и блоками распределения данных для выходныхсигналов. С помощью цифроаналоговогопреобразователя, с характеристикойзапоминающего устройства. можно выво 1дить аналоговые сигналы.Второй вычислитель используетсяв качестве интерполятора и осуществляет расчет временных характеристик для управляемых координат.Интерполяция, в основном, являетсяфункцией программного обеспечения.Третий вычислительвыполняет управление положением коориднат подачи, По но;нтнальному и фактическомузначениям для каждой координатыформируется рассогласова.ние и, взависимости от параметров контура Я)регулирования, формируется аналоговое напряжение для регулятора частоты вращения шпинделя,Четвертый вычислитель выполняетфункцию управления цифровым дисплеем, что позволяет все необходимыеданные системы управления вывести длявизуального контроля,Все вычислители во время работымогут контролировать друг друга врежиме автодиагностики, При отказеодного вычислителя существует воэможность останова устройства управления с помощью остальных вычислителей.Однако в известном устройствеотказавший вычислитель не можетбыть заменен другим, Посколькуустройство содержит несколько вычислителей, то вероятность отказавозрастает, т.е. снижается надежность устройства числового программного управления.Цель изобретения - повышениенадежности многоканального устройства числового программного управления.Поставленная цель достигаетсятем, что в многоканальное устройство для программного управления, содержащее пульт управления, блокпамяти данных и блок согласования,подключенные к первому коммутаторувычислителем, соединенным с блокомвйода-вывода, подключенным к первому коммутатору, в каждый канал введены формирователь сигнала передачиуправления, второй коммутатор, задатчик адреса, а также первый ивторой рсгистры, первые входы которыхсоединены с первыми выходами формирователя сигналов передачи управле- Яния подключенного первым входомк выходу вычислителя, а вторым выходом - к первому входу второгокоммутатора, вторые входы которогосоединены 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 четвертыйвыход формирователя сигнала передачиуправления каждого канала подключен ко второму входу формирователя сигнала передачи управления последующего канала.На чертеже приведена функциональная схема многоканального устройствапрограммного управления. Устройствосодержит вычислители 1, состоящиеиз арифметико-логического блока 2,блока 3 управления, блока 4 вводавывода, блока 5 памяти системныхпрограмм, а также формирователь бсигнала передачи управления, задатчик 7 адреса, первый регистр 9, второй регистр 8, второй коммутатор10, первый коммутатор 11, пульт 12управления, блок 13 памяти данныхи блок 14 согласования,Устройство работает следующимобразом,Каждому и-вычислителю в общемадресном пространстве отводитсяй:1 о 9 и двоичных разрядов и присваи 2вается определенный физический адрес, двоичный код которого набирается любым известным способом в задатчике 7 адреса, выход которого связан со входом регистра 9. Количествоячеек регистра 8 и регистра 9 определяется количеством вычислителейи 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 При 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. Вблоке 3 управления двоичный код адреса, поступающий от коммутатора 10, используется для формирования Физического ацреса начала выполняемой вычислителем программы, В начале программы каждого блока заложена подпрограмма автодиагностики, в который предусмот- рена тестовая проверка вычислителяЕсли 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 авто- диагностики. 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 наход Формирователя 6.Блок 3 управлеия также запрещает дальнейшую работу 35 отказавшему вычислителю и посьцает сигнал о его неисправности на пульт 12 управления.йа выходе формирователя б, отказавшего вычислителя формйруется сигнал, который поступает на вход 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 изобретенияМногоканальное 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 экспертизе1. Патент США Р 4074349,кл. 6 Об Г 15/46, 1978.2. Система АЕ 6-МОМЕНС ЬУ 5 ТЕМ 1- новая концепция в технике систем управления СМС, выполненных на микропроцессорах. Описание, ФРГ, 1979.826285 Составитель А. ОсиповКовач Техред Т.Маточка Корректор Г, Решетни едак каз 2571 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная г Тираж 940 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, РаПодписноекомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5