Устройство для программного управления

(23)приоритет Опубликовано 15, 03. 83.Бюллетень10Дата опубликования описания 18. 03, 83 вв делам кзебретеккй к етермтий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ 1Изобретение относится к автоматике, а именно к устройствам для программного управления технологическим оборудованием дискретного циклического действия.Известно устройство для программного управления механизмами, содержащее набор логических, функциональных, временных и усилительных элементов, соединяемых между собой матрицей шин в узлах которой устанавливаются диодные и бездиодные (монтажные) контактные ключи 1 .Данное устройство имеет ограниченную область применения и не обеспечивает эффективное управление тех" нологическим оборудованием, так как не позволяет программировать и отрабатывать цикла с переменной последовательностью операций внутри цикла 2 о и имеет низкую надежность хранения программы, набор и фиксация которой обеспечивается с помощью контактных ключей. 2Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее первый счетчик, первый и.второй блоки памяти, первую схему срав" нения, мультиплексор, первый и второй элементы И, причем выход первого счетчика подключен ко входу первого блока памяти, первый выход которого является выходом устройства, второй выход первого блока памяти соединен с первым входом первой схемы срав" нения, второй вход которого является первым входом устройства, третий выход первого блока памяти подключен к первому входу первого элемента И и к первому входу мультиплексора второй вход которого является вторым входом устройства, а выход муль" типлексора присоединен ко второму входу первого элемента И и. к первому входу второго элемента И, выходом подключенного к первому входу первого счетчика, выход первого эле004975 4 30 5 25 30 Э 5 3 1мейта И присоединен ко входу второ"го блока памяти Г 21.Указанное устройство обеспечиваетпрограммирование и автоматическоеуправление циклами работы механизмовкак с постоянной, так и с перемен"ной последовательностью операцийвнутри цикла, имеет высокую надежность хранения программы работы уст"ройства а в случае выхода из строямеханизма или датчика переход к последующим шагам программы автоматически запрещается,Однако. в данном устройстве отсут"ствует возможность прерывания циклабез ожидания конца отработки шагапрограммы при возникновении аварий"ных состояний механизмов и датчиковуправляемого оборудования. 1(роме того,в устройстве не обспечивается мно- мгократный (при переходе к каждомуновому шагу программы) контроль срабатывания датчиков цикла, исключающий ложное срабатывание схемы сравнения (от помех на входе устройства).Цель изобретения - повышение надежности устройства.Поставлейная цель достигается тем,что в устройство для программногоуправления, содержащее первый счетчик выход которого подключен к адресному входу первого блока памяти,первый выход которого соединен свыходом устройства, второй выход -с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого являетсяпервым входом устройства, а третийвыход - с первым входом блока первых элементов И и с адресным входоммультиплексора, информационный вход4которого является вторым входом устройства, а выход соединен с вторымвходом блока первых элементов И ис первым входом второго элемента И,выходом подключенного к счетному45входу первого счетчика, выход блокапервых элементов И подключен к информационному входу второго блокапамяти, введены блок первых элементов ИЛИ, второй счетчик, генераторимпульсов, шифратор, третий и четвертый элементы И, третий и четвертый счетчики, второй элемент ИЛИ,третий блок памяти и второй блоксравнения, выход первого блока сравнения подключен.к управляющему входу второго счетчика, выходом подсоединенного к третьему входу блокапервых элементов И и к второму входу второго элемента И, выход генератора импульсов подключен к счетнымвходам второго, третьего и четвертого счетчиков, выход четвертого счетчика подсоединен к адресному входутретьего блока памяти, выходом под"ключенного к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого соединен с первым и вторымвходами устройства, а выход - с управляющим входом четвертого .счетчика и с вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим входом устройства и спервыми входами третьего и четвертого элементов И, к вторым входам которых подключен выход третьего счетчика., соединенного управляющим входом с выходом второго элемента ИЛИ,с четвертым входом блока первыхэлементов И и с третьим входом второго элемента И, выход третьего элемента И подключен к одному из входов шифратора, к другому входу которого подключен выход четвертого элемента И, выход шифратора подключен ко второму входу блока первых элементов ИЛИ, первый вход которого подсоединен к выходу второго блока памяти, а выход - к установочному входу первого счетчика.Такое устройство обладает повышенной надежностью за счет исключенияо ложных срабатываний от помех на его входах и обеспечения прерываний программы при возникновении аварийных состояний механизмов и датчиков объекта управления.На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства. Схема содержит первый счетчик 1, первый блок 2 памяти, первый блок 3 сравнения, мультиплексор 4, второй счетчик 5, генератор 6 импульсов, блок 7 первых элементов ИЛИ, второй блок 8 памяти, блок 9 первых элементов И, второй элемент И 1 О, второй блок 11 сравнения, шифратор 12, третий 13 и четвертый 14 элементы И,третий 15 счетчик, второй элемент ИЛИ 16, четвертый счетчик 17, третий блок 18 памяти.Устройство работает следующим образом.В блок 2 записывается программа управления циклом работы технологического агрегата, представляющая собой последовательность слов (шагов).30 40 45 50 55 5 1 Каждое слово имеет три зоны: 1 - команды управления механизмами на данном шаге программы; 11 - комбинации .состояний, в которые должны прийти механизмы по командам зоны 1 (комбинации состояний датчиков цикла);111 -. коды условий возможных переходов. Выборка и считывание содержимого ячеек всех трех зон выполняются параллельно в сооветствии с кодом на выходе счетчикаПри считывании первого слова из блока 2 по командам зоны 1 включаются соответствующие механизмы, происходит изменение их состояний, которые фиксируются датчиками состояний механизмов (датчиками цикла). Сигналы от датчиков цикла поступают на второй вхьд блока 3, на первый вход которого поступает комбинация состояний, записанная в зоне 11. При совпадении, фактической комбинации состояний датчиков цикла с заданной (при правильной отработке данного ша га программы) на выходе блока 3 сигнал установки в состояние "0" на управляющем входе счетчика 5 меняется на сигнал, разрешающий прохождение в счетчик 5 на счетный вход импульсов генератора 6. При и-кратном контроле (кратность определяется емкостью счетчика) правильности срабатывания датчиков цикла на выходе счетчика 5 появляется сигнал пере полнения счетчика, который поступает на третий вход блока 9 и второй вход элемента И 10. В случае, если срабатывание блока 3 было вызвано помехой на входе устройства или кратковременным относительно заданной длительности контроля ложным срабаты-. .ванием датчика, на выходе блока 3 восстанавливается сигнал, устанавливающий счетчик 5 в состояние "0".При отсутствии сигналов на первом и третьем инверсных входах и наличии сигнала на втором входе элемента И 10 на его выходе появляется сигнал, который служит командой увеличения числа в счетчике 1 на единицу, что обеспечивает переадресацию блока 2 на следующий шаг программы.Для реализации условного перехода, т.е. перехода к следующему или любому другому заданному шагу программы в зависимости от отсутствия или наличия сигнала условия, в качестве которого могут быть использованы сигналы от датчиков состояния механизмов, органов управле" ния, других устройств, рассматриваемых в общем случае в качестве датчи" ков условий переходов, используется зона 11 блока 2, мультиплексор 4, блок 9, блок 7 и блок 8, В этом случае на заданном шаге программы код условия возможного перехода из зоны 111 блока 2 поступает на первый вход блока 9, и на адресный вход мультиплексора 4, который проверяет наличие сигнала от датчика условного перехода, соответствующего введенному в мультиплексор 4 коду условия. При .наличии сигнала от. соответствующего датчика условного перехода на выходе мультиплексора 4 появляется сигнал, который блокирует по перво" му входу срабатывание элемента И 10 и подготавливает к срабатыванию по второму входу блок 9.При отсутствии также сигнала на четвертом (инверсном) и наличии сигнала на третьем входах срабатывает блок 9 и код условного перехода поступает на вход блока 8, в результате через через блок 7 происходит считывание иэ блока 8 в счетчик 1 адреса перехода, соответствующего данному коду условия. Счетчик1 обеспечивает. переадресацию блока 2 на заданный шаг программы ,Последующие шаги программы отрабатываютсяаналогично описанным. При этом длительность отработки шагов определяется быстродействием управляемых механизмов и контролируемых датчиков. В случае если заданный программой механизм или датчик на данном шаге не сработал, единичный сигнал на выходе блока 3 не появляется и последующие шаги программы не отрабатываются.При работе технологических агрегатов возможны случаи самопроизвольного движения механизмов, фиксация которых осуществляется не электромеханическими, а механическими, гидравлическими, пневматическими и другими средствами. Если подобное движение возникает после выдачи команд управления на данном шаге программы, то в период до окончания шага может сложиться аварийная ситуация. Запрещенные комбинации состояний всех датчиков, установленных на аг- регате, записываются в блок 18 последовательная адресация которогоосуществляется с помощью счетчика17, на счетный вход которого посту"пают импульсы генератора 6. При сов"падении Фактической совокупностисостояний датчиков с одноА из запрещенных на выходе блока 11 появляется сигнал, который блокирует дальнейшее прохождение импульсов генератора 6 в счетчик 17Кроме того, сигнал с выхода блока 11 церез второй 10вход элемента ИЛИ 16 поступает на четвертый (инверсный) вход блока 9 и третий, инверсный вход элемента И 1 О, блокируя их срабатывание, а также на управляющий вход счетчика 15, 15 что обеспечивает прохождение на вход этого счетчика импульсов генератора 6, При и-кратном контроле (кратность здесь также определяется емкостью счетчика) на выходе счетчика 15 появляется сигнал переполнения счетчика, который поступает на вторые входы элементов И 13 и 14. При отсутствиисигнала от датчиков прерывания цикла на первом инверсном входе элемен та И 14 на его выходе появляется сигнал, включающий в работу шифраторпо. его второму входу. Шифратор 12 преобразует управляющий сигнал в код адреса перехода, который церез вто- щ рой вход блока 7 заносится по адресному входу в счетчик 1, в результате чего осуществляется переход к начальной строке первой прерывающей программы, Отработка цикла при этом прерывается без ожидания конца отработки данного шага и обеспечивается с помощью прерывающей программы аварийный останов технологического агрегата или перевод его в наладочный режим. Аналогичным образом устройство функционирует и в случае появления сигнала от датчиков прерывания цикла на первом входе элемента ИЛИ 16,45 Однако прерывание от датчиков имеет приоритет по отношению к прерыванию по .запрещенным комбинациям. Поэтому при появлении сигнала на третьем входе устройства срабатывание элемента И 14 блокируется по первому инверсному входу и подготавливается к срабатыванию элемент И 13. После и-кратного контроля на выходе элемента И 13 появляется сигнал, обеспе .ивающий прерывание цикла и переадресацию блока 2 на нацальный адрес второй прерывающей подпрограммы. В качестве датчиков прерывания цикла могут быть использованы орга.ны и сигналы аварийного отключения технологического агрегата.Наиболее существенный эффект ог применения предложенного устройства может быть получен при управлении сложным высокопроизводительным технологическим оборудованием.Экономический эффект от применения предложенного устройства образуется за счет предотвращения поломок оборудования при аварийных состояниях механизмов и датчиков, за счет обеспечения работы устройства без сбоев и, как следствие, сокращения простоев и повышения производительности управляемого агрегата.Устройство может применяться для управления различными технологическими агрегатами дискретного циклического действия с постоянной и переменной последовательностью операций в циклах.Формула изобретенияУстройство для программного управления, содержащее первый счетчик, выход которого подключен к адресному входу первого блока памяти, первый выход которого соединен с выходом устройства, второй выходс первым входом первого блока сравнения, второй вход которого является первым входом устройства, а третий выход - с первым входом блока первых элементов И и с адресным входом мультиплексора, информационный вход которого является вторым входом устройства, а выход соединен с вторым входом блока первых элементов И и с первым входом второго элемента И, выходом подключенного к счетному входу первого счетчика, выход блока первых элементов И подключен к информационному входу второго блока памяти, о т л и ц а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены блок первых элементов ИЛИ, второй счетчик, генератор импульсов, шифратор, третий и четвертый элементы И, третий и четвертый счетчики, второй элемент ИЛИ, третий блок памяти и второй блок сравнения, выход первого блока сравнения подключен к управляющему входу второго счетчика, выходом9 . 10 ОЙ 975 10подсоединенного к третьему входу бло- ИЛИ, с четвертым входом блока лерка первых, элементов И и к второму вых элементов И и с третьим входомвходу второго элемента И, выход ге-. . второго элемента И, выход третьегонератора импульсов"подключен к счет- элемента И подключен к одному.изным входам второго; третьего и чет-входов шифратора, к другому входувертого счетчиков, выход четвертого . которого подключен выход четвертогосчетчика подсоединен к адресному вхо.-. элемента И, выход шифратора подклюду третьего. блока памяти, выходом .чен к второму входу блока первыхподключенного к первому входу второ- элементов ИЛИ, первый вход которогого блока сравнения, второй вход ко подсоединен, к выходу второго блокаторого соединен с первым и вторым.памяти, а выход -,к установочномувходами устройства, а выход - с уп- входу первого счетчика.равляюЩим входом четвертЬго сцетчи- Источники информации,ка и с вторым входом второго злемен- принятые. во внимание при экспертизета ИЛИ, первый вход которого соеди-. 1 з : 1, Унифицированная логическаянен с третьим входом устройства и система управления промышленнымис первыми входами третьего и четвер- механизмами УПИ. Техническое опитого элементов И, к вторым входам сание. Кировоград, 1977.которых подключен выход третьего2. Авторское свидетельство СССРсчетчика, соединенного управляющим 20 М 857933, кл. С 05 В 19/18, 1981входом с выходом второго элемента(прототип).парииКоррект Подписн Рошко меш е е арственно изобретен пиал ППП Патент", г. Ужгород уп ектная Редактор М. КелЗаказ 1893/60ВНИИПИ Госупо делам11 О 35 Мос ставитель Ю. хоев О.Неце раж 872 комитета ССС и открытийушская набд