Программное временное устройство

СООЗ СОВЕТСКИсвлмлкпье снРЕСПУБЛИК ИН 3(5 П 6 05 В 19 18 к ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТи йвтосйому сэиеельста ЕНИЯ ого о СССР8.08.73 ЕМЕННОЕраммныйраторс посета исчетчикманд, разнены со блока,что,Я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Устройство программнразленкя ПВК 3,857.511,ТО.2. Авторское свидетельстВ 472335, кл. 6 05 В 19/18,прототип).(54)(57) 1. ПРОГРИЕщОЕ ВрУСТРОЯСТВО, содержащее прогблок, элементы И и ИЛИ, генеимпульсов, делитель частотытоянным коэффициентом пересчпоследовательно соединенныевремени к счетчкк номера корядные Выходы которого соедиадреснюв шинами программноготличающееся тем.ЯО 1 107 А с целью повыщения надежности, в него введен, по крайней мере, один делитель частоты с переменным коэффициентом пересчета, счетный вход которого соедкнен с выходом генерато" ра импульсов, входы управления - с соответствующимк им выходамк программного блока, а выход - с входами делителя частоты с постоянньи коэф"фициентом пересчета, вход и выход которого соединены с первьии входами соответствующих им элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами программного блока, а выходы через элементы ИЛИ- со счетным входом счетиика времени.2. Устройство по п. 1, о т л к- Е ч а ю щ е е с я тем, что счетчик номера команд выполнен на триггерах с неразрушающейся информацией.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для реализациипрограмм управления различными технологическими процессами,Известно программное устройство,содержащее делитель частоты с переменным коэффициентом пересчета, счетчик времени и выходные ключи, связанные через запоминающий блок, состоящий из наборного поля и схем цифро. вого сравнения, с разрядными выходами счетчика времени. Коэффициентпересчета делителя частоты устройства задается либо при помощи программного устройства, либо при помощи 15кнопочного переключателя (.1).Однако известное устройство идостаточно надежно.Известно программное временноеустройство, содержащее дешифратор, 20элемент ИЛИ, элементы И и последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, счетчикномера команды, запоминающий блок исчетчик времени, подключенный к счет чику номера команды, соответствующие.выходы запоминающего блока черездешифратор подключены ко входам элементов И, другие входы которых сое-динены с выходами делителя частоты,а выходы через элемент ИЛИ - со вхо-.дом счетчика времени.В. указанном устройстве длительность конкретного временного интервала определяется выбранным выходом делителя частоты, подключенным к счетному входу счетчика времени, и кодо), переписываемым из блока памяти в счетчик времени при изменениисодержимого счетчика номера команд. 40 Такая схема позволяет задавать дос таточно большой диапазон временных интервалов сравнительно скромными средствами, поэтому такое устройст во может быть применено для реализации достаточно сложных жестких программ (2) .Однако и данное устройство характеризуется недостаточной надежностью,так как при переписывании информации из одного блока в другой всегдасуществует немалая вероятность сбоя,вызванного помехами, а любой случайный сбой при записи кода в счетчик времени приводит к нарушению хода всей программы и, следовательно, может привести к серьезному нарушениюхода технологического процесса, управление которым осуществляется при помощи данного программного устройства. 60Цель изобретения - повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что в программное временное устройство, содержащее программный 65 блок, элементы И и ИЛИ, генератор импульсов, делитель частоты с постоянным коэффициентом пересчета и последовательно соединенные счетчик вре-мени и счетчик номера команд, разрядные выходы которого соединены садресными шинами программного блока,введен, ло крайней мере, один делитель частоты с переменным коэффициентом пересчета, счетной вход которогосоединен с выходом генератора импульсов, входы управления - с соответствующими им выходами программногоблока, а выход - с входом делителячастоты с постоянным коэффициентомпересчета, вход и выход которогосоединены с первыми входами соответствующих им элементов Ир вторые входы которых соединены с соответствующими выходами программного блока, авыходы через элемент ИЛИ - со счетным входом счетчика времени.Кроме того, счетчик номера командвыполнен на триггерах"с неразрушающейся информацией,На чертеже приведена структурнаясхема конкретного исполнения программного временного устройства с двумявновь введенными делителями частотыс переменным коэффициентом пересчета.Устройство содержит генератор 1импульсов, выход которого подключенк счетному входу последовательновключенных делителей 2 и 3 частотыс переменным коэфФициентом пересчета,входы управления которых соединены ссоответствующими им выходами программного блока 4, Выход делителя 3частоты соединен со входом делителя5 частоты с постоянным коэффициентомпересчета и входом элемента И 6-1.Выход делителя 5 частоты соединенсо входом элемента 6-2, Другие вхо.ды элементов И 61 и 6-2 соединеныс соответствующими им выходами прог" .раммного блока, а выходы - со входа"ми элемента ИЛИ 7. Выход элементовИЛИ 7 соединен со счетным входомсчетчика 8 времени, Выход переполнения счетчика 8 подключен к счетномувходу счетчика 9 номера команд. Разрядные выходы счетчика 9 соединеныс адресными шинами программного блока 4. Разрядные выходы счетчика 8времени через преобразователь код -аналог связаны с исполнительными органами (на схеме не показаны). С исполнительными органами связана также соответствующая им часть выходовпрограммного блока (на схеме не показаны).Устройство работает следующимобразом.При одновременном нажатии кнопокфСбросф и ф 1 Пуск приводятся всостояние ф 0 счетчики 8 времении номера команд 9 и дается сигнал35 Пускф на счетчик 8 времени и делитель 2 частоты (делители 3, 5 частоты и счетиик 9 номера команд считают поступающие на свои счетныевходы импульсы независимо от органовуправления). В соответствии с состоя-;нием 0 счетчика 9 номера команди программой, заданной в программномблоке 4, устанавливаются коэффициенты пересчета К, К делителей 2и 3 частоты, а также выходной коэффициент пересчета К делителя 5 частоты, равный 1 или К в зависимостиот значений сигналов у и у, посту"пивших на вход элементов И 6-1 и6-2 из программного блока 4. На.счет ный вход счетчика 8 времени поступают импульсы с периодом следования К(, КК , где Г - период следованияимпульсов на выходе генератора 1 импульсов. Идет отсчет первого временного интервала, длительность которого Т = К К К 5 К 4 где К 4 - постоянный коэффициент пересчета счетчика 8времени. В момент переполнения счетчика 8 времени импульс с его выхода 25переполнения увеличивает на единицусодержимое счетчика 9 номера команд.В соответствии с новым состояниемсчетчика 9 устанавливаются новыезначения К, К, К 3 и начинается отработки нового временного интервала.Этот процесс продолжается до окончания програюаю. Иомент окончания прог.- . Раммы также задается перемычкой всменном носителе программы, соеди,няющей соответствующий выход дешнфратора 10 со входом блока запуска.Блок запуска устроен так, что послесигнала 1 фКонецф устройство можетбыть запущено вновь только нажатием одновременно кнопок 1 Сброс и 40 ффСпуск.Программный блок 4 содержит дешифратор 10, сменный носитель 11 программы, многовходовые элементы ИЛИ12-112-6, 13-113-п 1, 14 и инвертор 15. В качестве носителя прогФраммы используются, ответные частиразъемов с перемычками, ЭлементыИЛИ 12 и 13 фоРмиРУют коды ООКО(.Р 1рЗ )5,-,длЯ УпРавлейиЯ делителями 2 и 3 частоты, элементыИЛИ 14 и инвертор 15 - сигналыЯ, "поступающие на входы элементов И б и 6-2. Практически элементы ИЛИ 12,13 и 14 выподиеиы в виде 55в=Члгде У 1 ю Уд , У,. - инверсные выходы дешиФратора 10 йли постоянная логическая ф 1 фи, подключаемые ко входам (1) при помощи перемычек сменного носителя программы. Для того, чтобы задать 5 = 1 достаточно хотя бы на один из входов соответствующей схемы (1) подключить постоянный логический 0. 65 Счетчик 9 номера команд выполненна релейных триггерах с неразрушающейся информацией 16-116-И, поэтому при повторном включении питания восстанавливается то же значение выходного кода счетчика, котороебыло до выключения. Через диоды17-1,17-й на триггеры подаетсяимпульс Сбросф. В качестве запоминающего элемента в названных триггерах применены электромагнитныедистанционные переключатели.В.качестве генератора 1 импульсовиспользуется формирователь, преобразующий синусоидальное напряжение50 Гц в меандр.Устройство содержит блок 18 запуска.В случае аварийного останова (наевпример при отключении питания) дляпуска программы нажимается кнопкаПуск. При этом обнуляется толькосчетчик времени и вновь начинается,отработка того временного интервала,на котором произошло отключение.Счетчик 8 времени может также времеМно останавливаться по сигналам изобъекта управления. В этом случаеотработка программ продолжается стого состояния счетчиков 8 и 9, прикотором произошел останов,Управление делителем 2 частотыпроисходит следующим образом.Каждый раз по импульсу переполнения этого же делителя частоты кодуправления ,ф,Кзаписываетсяв делитель 2 частоты, содержимое ко-,торого в такт с импульсами, поступающими на его счетной вход, растет от(р+М+" в до 2 ь. Таким обра"зом, устанавливается коэффициент пеересчета),: 2 е М.2 А0.-".,где р - количество разрядов делителя 2 частоты.Изменение кода о. с(. Ор д приводит .к изменению Кд .Точно так же работает делитель 3 частоты, на счетный вход которого поступает импульс переполнения делителя 2 частоты, а на входы управЛения - код )3 О)фв )щ 1 еВ описываемом устройстве счетчикномера команд имеет четыре двоичных разряда, делители 2 и 3 частоты по три двоичных разряда. Элементы ИЛИ 12, формирующие код со.К (, имеют но шестнадцать входов, что позволяет для любого из шестнадцати состояний счетчика 9 номера команд задавать любой нз восьми коэффициентов пересчета К) делителя 2 частоты. На сменном носителе программы для этого ис-, пользуется 163+16-2=66 контактов (48 переьычек). Для задания кода Рр).в программном блоке (данногоисполнения устройства ) применены элементы 13-1 - 13-и гораздо более простые, чем элементы 12-1 - 12- О, При этом в соответствующей части сменного носителя программы исполь- . зуется всего пять контактов. В ре 5 зульт ате и з восьми значений коэффициента пересчета К 2 делителя 3 частоты для конкретной прогоаммы выбирается по два значения К и К(1 и 3, 2 и б, 4 и 8), которые вместе с коэффициентом пересчета К 4=256 К 4 счетчика 8 времени и периодом;Ь= д 0,02 с определяют дискретность задания длительности временных интерва лов, минимальное значение которой 15 при К=1 равно 2560,02 сс. Длительность конкретного интервала определяется значением К . Коэффициент пересчета К делителя 5 частоты выб. ран равным 60, что позволяет в зази симости от значений 3. и у, посту" пающих на вход элементов И 6-1 и .6-2, при одних и тех же значениях К 2 и К задавать одни и те же числеиные значения длительности временных 25 интервалов в секундах или в минутах. В целях упрощения схемы программного блока и уменьшения количества элементов носителя программы элемент ИЛИ 14, формирующий сигнал у" и поступающий на вход элемента И 6-1, имеет также гораздо меньше входов, чем элементы, формирующие кодыр,ЫПоэтому выходное значение коэффициента пересчета КЗ делителя 5 частоты может быть задано равным либо единице в течение всей программы, либо для нескольких программируемых временных интервалов. Для остальных интервалов времени (в этом случае ф=О) и выходное значение коэффициента 40 пеРесчета Кэ Равно КР=60. 30 Следует заметить, что вводить дваделителя частоты с переменным коэфФициентом пересчета, как это сделано 45в описанном устройстве, целесообразно только тогда, когда это приводит . к существенному упрощению схемы и конструкции запоминающего блока. Это возможно тогда, когда программное устройство предназначено для управления такими процессами, для которыхнет необходимости для каждой программы выбирать длительность временных интервалов иэ всего возможного диапазона. Действительно, коэффициент пересчета щестиразрядного делителя частоты, управляемого кодом Ыр,. например, может принимать любое иэ 64-х значений (от 1 до 64), в то время как для двух последовательно 60 включенных трехразрядных делителей частоты произведение К К может , принимать только тридцать значений.Если делитель 5 частоты устроен так, что выходные импульсы его имеют 6 одинаковую длительность с входными импульсами и приходят с ними в одной фазе, то элемент И 6-2 и инвертор 15 могут быть исключены.Существуют микросхемы, в которых в одном корпусе собран шестиразрядный делитель частоты с переменнымкоэффициентом пересчета. У такого делителя частоты могут отсутствовать выведенные наружу разрядные выходы и, следовательно, вовсе исключается возможность выбора выходного значения коэффициента пересчета при помощи элементов И. В зависимости от того, переменный или постоянный код (одс подается на входы управления, данный делитель частоты имеет переменный или постоянный коэффициент пересчетаДля того, чтобы коэффициент пересчета принимал, например, всего два значения 1 и К, существует два равнозначных решения: первое - по значению сигнала на.,входы управления подается значения кодасоответствующие коэффициентам пересчета 1 и К, второе - ко входам управления делителя частоты подключается. постоянный код, соответствующий коэффициенту пересчета Ко, вход .и выход делителя частоты соединяются со входами элементов И, другие входы которых соединяются с соответствующими с выходами программного блока 4 (т.еподключаются сигналы 3 и .).Предложенное устройство по сравнению с устройством-прототипом обладает повышенной надежностью, более широким диапазоном программируемых временных интервалов и более простой схемой. Это объясняется, во-первых, тем, что код, определяющий длительность конкретного временного интервала, записывается из запоминающего блока не в счетчик времени, а (постоянно) в делитель частоты с переменным коэффициентом пересчета, на счетный вход которого поступают импульсы, период следования которых несравнимо меньше программируемых временных интервалов, поэтому даже отдельные. случайные сбои при переписывании кода не могут привести к существенному нарушению кода программы, во-вторых, расширение диапазона, программируемых временных интервалов осуществляется в отличие от известного устройства не за счет выбора коэффициента пересчета при помощи элементов И, подключаемых к разрядным выходам делителя частоты, что позволяет при помощи кода управления Ьфязадавать и значений коэффициента пересчета (2,42 я), а введением еще одного делителя частоты с переменным коэффициентом пересчета, что позволяет при помощиЗаказ 3543/47 Тираж 874 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.коэффициента пересчета (1,2,32).Поэтому в двух устройствах с такимиже функциональными возможностямй,как известное программный блок можетбыть упрощен схемно и конструктивнои иметь меньше элементов носителяпрограммы что, в свою очередь, дополнительно повышает надежность устройства, так как программный блокс большим количеством элементов носителя программы обычно наименеенадежный, узел,Повышению надежности предложенного устройства способствует такжето, что счетчик номера команд сохраняет информацию при выключении напряжения питания, Это обстоятельство позволяет создавать блок управления так, что (в .случае неполадок наобъекте управления или выключения 20напряжения питания) после устранениянеисправностей устройства может быть1 запущено с того этапа (с того сос" тояния счетчика номера команд), при котором произошло отключение.Кроме того, вкачестве сменного носителя программы использованы от- ветные части разъемов, расположенных на одной плате с основаными узлами устройства, в связи с чем они могут быть охвачены общим экраном, что существенно повышает помехозащищенность устройства. Стандартныв разъе мы сами по себе более надежны, чем наборные поля или триггерные регист рыеПрименение в качестве носителя програюн ответных частей разъемов, сохраняя все преимущества устройствас жесткой программой, позволяет заменить всю программу за несколько минут, что позволяет применять одно программное устройство для управленая различньаии технологическими процес- самие