Программируемый контроллер

О П И С А Н И Е (и)1001012ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл, С 05 В 19/18 ГвсуАарствезнм квмвтп вф Аалзм изфбретеккй и етхрытийЛ.А.Элькинд, М,Б.Баранов, В,П, ряков иЯ.С.Ивановрлфее, "3 т 11Ленинградское специальное конструкторскЪе 4 юро тяжелыхи уникальных станков(54) ПРОГРАММИРУЕМЫЙ КОНТРОЛЛЕР 1Изобретение относится к управляющим системам с программным управлени ем и может быть использовано для логического управления станками и автоматическими линиями. Известен программируемый контроллер, содержащий центральный процессор, программируемый блок памяти,устройство, сканирующее содержимоепамяти, и функциональные блоки входных сигналов, выходных сигналов, таймеров, счетчиков неразруааемой памяти, оперативной памяти . Сканирующееустройство обеспецивает последовательный вывод кодов, содержащихся в блоке памяти и выдачу их в процессори на функциональные блоки 1,Недостатком его является отсутствие защиты входных цепей контроллераот "дребезга контактов", помех и пропадания напряжения питания входныхцепей, т.е. низкая достоверность ввода информации в процессор 2Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является уст. ройство программного управления, которое содержит генератор, счетчик, за поминающее устройство, процессор, селекторы, дещифраторы, линейки вентилей И входных сигналов, блок формирования выходных сигналов с элементами И. Генератор обеспечивает счетчик тактовыми импульсами; Сцетцик формирует на выходах коды, по которым последовательно из запоминающего устройства считываются коды команд, которые по-ступают на схему, состоящую из селекторов и девифраторов, Эта схема обеспечивает открывание линеек вентилей И входных сигналов по командам иэ запоминающего устройства. Сигнал с выхо.20да вентилей поступает в процессор. В зависимости от сигнала и команды, поступающей в процессор, последний фор-.мирует си гналы упр а влени я для блока"ь .,-Оаммного упранлен.я является оттст Вне защиты от дрсбезга контак 5 т. а, помех и пропадания нап.:яжнияа, - нходых цепей т,е. н,лэкая помехоу. Ойчиность устройства,. Для ;странения этого недостатка на всех Входах необходимо устанавливать эле О ;ленты защиты, что В целом увеличи наст колиестно электронного оборудования пропорционально количеству входон Усройстна,ель изобретения - повышение по- лЕХОУС.О,;ЧИВОСтИ КОНтрОЛЛЕра1 останленная цель достигаетсяи "-о н программируемый контроллсрсодержащий элементь согласования, соединенные с входами контроллера, пОСЛСДнатЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫЕ ГЕНЕРатОР импульсов., программный счетчик и первое запоминающее устройство, управляюцис Выходы которого подключены к вычислительному блоку, а адресные25 ВОДЫ - к адресным входам блока формирователя выходных. си гналон, подключснного информационным входом к выходу Вы липли тел ьнОГО Ьлока, а ВьходомВЫХОДУ КОНтРОЛЛЕРа ННЕДЕНЫ ПгРВЦЙэв и н срой дешифраторы, формирователь ;твльсон, адресньй счет:ик коммутаор. Мультиплексор, Второе запоминающее /ствойство, регисто памяти и ажоритарнй элемент, информационныеЗ 5 нходь мул ь ти плсксора соеди нень с выходами элементов согласования, а адресные входы - с адресными ьходами Второ) о запоминающего устройства и вьходами коммутатора, первые инфор,- ационные входы которого соединены с Выходами всех разрядов дресного счетчика а вгорые информационные входы - с адресными Выходами первого запоминающего устройства и с Входами45 первого дешифратора, Выходами подключенного через формирователь импуль сов к управляющему входу коммутатора, счетный вход адресного счетчика соединен с ВыхОдОИ ОднОГО из разрядов поо" граммного счетчика и с первым входом Второго дешифратора, второй Вход которого соединен с выходом одного из разрлдов адресного счетчика, первый выход - с управляющим входом второго запоминающего устройства., а второй выход " с управллющим входом регистра памяти подключенного информационными входами к первым вьходам второ 12го запоминающего устройства, Второйвыход которого соединен с информацион.ным входом Вычислительного блока, первый лнформационный вход - с выходоммультиплексора и одним из входов мажоритарного элемента, второй информационный вход - с одним из выходоврегистра памяти, а третий и нформационный вход - с выходом мажоритарногоэлемента, подключенного вторыми входа.ми к выходам регистра памяти,Такойпрограмлируемый контроллеробладает повышенной помехоустойчивостью, так как заключение о значениивходного сигнала делается на основаниитрех выборок сигнала, разнесенных вовремени,На чертеже приведена структурнаясхема контроллера,Программируемый контроллер содержитгенератор 1 импульсов, программныйсчетчик 2, первое запоминающее устройство зу) 3, состоящее из многоразрядных ячеек ч памяти и схемы 5Выборки многоразрядных кодов вычислительный блок 6, блок 7 формирования выходньх сигналов, первый дешифоатор 8, Формирователь 9 импульсовсодержащий элемент 10 задержки и элемент И 11, второй дешифратор 12, коммутатор 13, адресный счетчик 11, элементы 15 согласования, мультиплек;ор 16, второе запоминающее устрой.ство ЗУ) 17, регистр 18 памяти,,мажоритарный элемент 19.Программируемый контроллер работает следующим образом,Генератор 1 Формирует импульсы,которые с его выхода поступают наВход счетчика 2, На выходах счетчика2 Формируетсл код, который подаетсяна управляющие входы схемы 5, обеспечивающей выдачу содержимого из яче"ек 1, код адреса которой установленна входах схемы 5,Каждый следующий импульс устанавливает на выходах счетчика 2 новыйадрес и так до тех пор, пока будетсчитано содержимое всех ячеек. Затемцикл считывания повторяется. На выхо"Дах ЗУ 3 последовательно Формируются коды команд, которые состоят издвух частей: кода адреса и кода операции. Код операции поступает науправляющие входы блока 6, код адреса - на адресные входы блока 7, дешифратора 8 и коммутатора 13, блок6 реализует логическую функцию надОперандом поступающим на его вход10010 Формула изобретенияс выхода второго ЗУ 17, и операндом, хранящимся в памяти вычислительного блока 6, в соответствии с кодом операции на его управляющих входах. Р эультат операции подается с выхода блока з в блок 7 который по .команде из ЗУ 3 принимает операнд и Формирует выходной сигнал, соответствующий значению операнда на том выходе адрес которого поступает в ЗУ 3. о Мультиплексор 16 обеспечивает выбор входа, номер которого соответствует коду адреса, задаваемого адресным счетчиком 14, и подключение второго двоичного сигнала к выходу мульти ю плексора 16. Элементы 15 например оптроны, обеспечивают развязку входных цепей контроллера и преобразование сигналов с параметрами входных цепей в сигналы с параметрами эле- гф ментной базы контроллера. ЗУ 17 содержит три одинаковые строки ячеек памяти. Количество ячеек памяти в каждой строке равно количеству входных цепей (2"), где и - количество25 разрядов в коде адреса. Иомера трех ячеек памяти, в которыя происходит одновременная запись или считывание информации, определяются кодом на адресных входах второго ЗУ 17. зИмпульс записи, поступающий с выхода 1 дешифратора 12 производитзапись информации в ячейки второго ЗУ 17: в ячейку, подключенную к входу 1 - с выхода мультиплексора 16, в ячейку, подключенную к входу 1 - с выхода первого разряда регистра 18 памяти, в ячейку, подключенную к входу- с выхода элемента 19, Иежду импульсами записи ЗУ 17 работает в режиме чтения, и импульсами с выхода дешифратора 12 происходит запись в два разряда регистра 18 содержимого двух ячеек ЗУ 17.После окончания импульса записи в регистр 18 на входах элемента 19 при-, сутствует информация о сигнале во входной цепи, полученнвя в три момента времени О, О , 2 О отстоящей друг :от. друга на время О=21 Т, где О - период следования импульсов на выходах дешифратора 12. Элемент 19 передает иа выход то значение сигнала, которое присутствует на боль. шинстве входов (двух или трех), В слуИ чае присутствия во входнои цепи помехи в течение времени меньшего Ое только одно из трех знвчений сигнала на входе элемента 19 неверно и на 12 6вход ЗУ 17 передается правильный сигнал о состояНии входной цепи, т.е.происходит селективное подавление помехи. При смене кодов на адресныхвходах мультиплексора 6 и ЗУ 17 сигналы о состоянии всех входных цепейпосле обработки в элементе 19 пеоиодически записываются в третью строчку ЗУ 17. Передача информации из ЗУ17 в блок 6 осуществляется под управлением специальной команды из ЗУ 3.Эта команда состоит из двух полей разрядов, присутствующих на адресных выходах первого ЗУ 3:первое поле - разряды с и+1 по К-йвторое поле - разряды с 1 по п-й.Код первого поля дешифрируется пер.вым дешифратором 8 и обеспечивает выдачу через коммутатор 13 кода адресавхода контроллера, заданного вторымполем, на адресные входы мультиплексора 16 и ЗУ 17,Формирователь 9 обеспечивает формирование импульсов по переднему Фронту выходных импульсов дешифратора 8,что необходимо для синхронизации момента обращения к второму ЗУ 17 синтервалом считывания указанного У.Предлагаемый программируемый контроллер обладает повышенной помехоустойчивостью, что позволяет исключитьэкономические потери, связанные свыходом иэ строя управляемых объектов или браком обрабатываемых деталей,Программируемый контроллер, содер-, жащий элементы согласования, соединенные с входами контроллера, последовательно соединенные генератор имйульсов, программный счетчик и первое запоминающее устройство, управляющие выходы которого подключены к вычислительному блоку, а адресные выходы - к адресным входам блока формирования выходных сигналов, подключенного инФормационным входом к выходу вычислительного блока, а выходом - к выходу контроллера, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости контроллера, в него введены первый и второй дешифраторы, Фор мирователь импульсов, адресный счетчик, коммутатор, мультиплексор, второе запоминающее устройство, регистр памяти и мажоритарный элемент, инФормационные входы мультиплексора сое.7 10010 динены с выходами элементов согласования, а адресные входы - с адресными входами второго запоминающего устройства и с выходами коммутатора, пер. вые информационные входы которого сое-динены с выходами всех разрядов адресного счетчика, а вторые информационные входы - с адресными выходами первого запоминающего устройства и с входами первого дешифратора, выходом под 1 О ключенного через формирователь импульсов к управляющему входу коммутатора, счетный вход адресного счетчика соединен с выходом одного из разрядов программного счетчика и с первым входом 3 второго дешифратора, второй вход которого соединен с выходом одного из разрядов адресного счетчика, первый выход - с управляющим входом второго запоминающего устройства, а второй вы.ро 12 8ход - с управляющим входом регистра памяти, подключенного информационнымивходами к первым выходам второго запоминающе го устрой ст ва, второй выходкоторого соединен с информационнымвходом мультиплексора и с одним извходов мажоритарного элемента, второйинформационный вход - с одним из выходов регистра памяти, а третий информационный вход - с выходом мажоритарного элемента, подключенного вторыми входами к выходам регистра памяти,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Срибнер Л.А. Программируемыеконтроллеры, их особенности и тенденции развития - управляющие системы имашины, 1978, М 2,2. Патент Великобритании Ф 150 7537,кл С 3 М опублик, 1978 (прототип),