Устройство для дистанционного программного управления электроприводными механизмами

(1% (И) НИЯ ВИДЕТЕЛЬСТВ ИА 4(53) 62 Р 77 0 08 и- управ рав- мат 3. Устро чающее ления выход ления опера элемент И,ство по и, 1, о т с я тем, что блок ым блоком и блок у ивной памятью соде оединенный выходом ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗО,Терехинударственный всесоюзныйсследовательский институьных материалов и констр.398(088.8) 56) 1. Авторское свидетельство СС 395886, кл, С 08 С 19/06, 19692, Авторское свидетельство СССР 3672, кл. а 05 В 19(08; С 1916, 1979 (прототип),(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯЭЛЕКТРОПРИВОДНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ р содержащее генератор импульсов, соединенный выходом с первыми входамиэлемента И и элемента ИЛИ-НЕ,входной блок, подключенный к информационной шине, блок оперативнойпамяти, выходной блок заданияпрограммы, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия устройства и сокращенияколичества информационных шин,в него введены блок управления выходным блоком и последовательносоединенные вычислительный блок,управляемый инвертор и блок управления оперативной памятью, первыйвыход которого соединен с первымвходом блока оперативной памяти,подключенного вторым входом квыходу вычислительного блока и кпервому входу выходного блока, авыходом через информационную шинук входу вычислительного блока,выход управляемого инвертора соединен с первым входом блаха управления выходным блоком и со вторымвходом элемента И, выход которогосоединен со вторьм входом элемента С 05 В 19/08; 0 08 С 19/16 ИЛИ-НЕ и с первыми входами элементов считывания, подключенных вторыми входами к выходам соответствующих элементов записи, а выходамик соответствующим входам блоказадания программы, второй входкоторого через элемент задержкисоединен с выходом генератора импульсов, выход элемента ИЛИ-НЕсоединен с первыми входами элементов записи, вторые входы которыхсоединены с соответствукщими контактами управлякщих команд отблока задания програюаю, выходблока управления выходным блокомподключен ко второму входу выходного блока. 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычислительный блок содержит элемент ИЛИ, дешифратор, первый элемент совпадения и последовательно соединенные Е элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, триггер записи, элемент И и элемент совпадения, выход которого соединен с выходом блока, выход элемента ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ соединен со вторым входом элемента И и через элемент ИЛИ с первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу дешифратора, а выход - к выходу блока, второй вход второго элемента совпадения соединен со вторым выходом дешифратора, вход которого, а также второй вход триггера записи и элемента ИСКЛЮЧАОЦЕЕ ИЛИ соединены с соответствующими контактами управляющих команд блока задания программ.1071999 первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ, выход которого соединен с выходом блока, вторые входы элемента И Изобретение относится к сйстемам автЬматики и может быть использовано в антоматизированных системах управления, например конвейерными линиями, машинами, поточно-транс портными системами и т.д.Известны устройства для управления приводными механизмами, состоящие из логических элементов иГ 33 в 10Недостатком указанных устройстн является громоздкость, низкая надеж ность и функциональная ограниченность.Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее входной блок, две информаци онные шины, инверторы, элементы И и ИЛИ, блок оперативной памяти с записывающими и считывающими элементами, имеющими обратную связь с информационными шинами, генератор импульсов, программный и выходной блоки, 2) . 1 25Недостатком известного устройстнаявляется относительно низкое быстродействие и функциональная ограничен-.ность из-за невозможности изменитьпрограмму управления в зависимости,например от результата вычислениятой или иной промежуточной функции.Такая необходимость возникает,во-первых, при вычислениях логических Функций за меньшее количестноТактов, чем при обычном, применяемом в известном устройстве способе,а во-вторых, в случае реализацииалгоритма упранления, предусматривающего ныбой той или иной программы управления электропринодными 40механизмами в зависимости от резульТатов промежуточных вычислений.Кроме того, известное устройствообладает относительной конструктив-.ной сложностью при параллельной передаче данных через информационныешины на инвертирующие элементыиэза большого количества шин инеобходимости иметь для каждой шиныаной выходной блок и блок оперативной памяти, так как заранее неизвестносколько раз в процессе отработки програюаю надо будет обращаться к одними тем же входным данным или данным,хранящимся в оперативной памяти. и ИЛИ подключены к соответствующимконтактам управляющих команд блоказадания программ,Целью изобретения янляется повышение быстродействия и сокращение числа информационных шин.Поставленная цель достигается тем, что н устройство для дистанционного программного управления электропринодными механизмами, содержащее генератор импульсов, соединенный выходом с первыми входами элемента И и элемента ИЛИ-НЕ, входной блок, подключенный к информационной шине, блок оперативной памяти, выходной блок, блок задания программы, введены блок управления выходным блоком и последовательно соединенные нычислительный блок, управляемый инвертор и блок управления оперативной памятью, первый выход которого соединен с первым входом блока оперативФ.ной памяти, подключенного вторым входом к выходу вычислительного блока и к перному входу выходного блока, а выходом через информационную шину - к входу вычислительного блока, выход управляемого инвертора соединен с первым выходом блока упранления выходным блоков и со вторым входом элемента И, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и с первыми входами элементов считывания, подключенных вторыми входами к выходам соответствующих элементон записи, а выходами - к соответствующи; входам блока задания программы, второй вход которого через элемент задержки соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами элементов записи, вторые входы которых соединены с соответствующими контактами управляющих команд от блока задания программы, выход блока упранления выходным блоком подключен ко второму входу выходного блока.Вычислительный блок содержит элемент ИЛИ, дешифратор, первый элемент совпадения и последовательно соединенные элемент ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ, триггер записи, элемент И и элемент совпадения, выход которого соединен с выходом блока, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен со вторым входом элемента И и через элемент ИЛИ - с первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходудешифратора, а ныход - к выходублока, второй вход второго элементасовпадения соединен со вторым выходом дешифратора, вход которого,а также второй вход триггера записии элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены 5с соответствующими контактами управляющих команд блока задания программБлок управления выходным блокоми блок управления оперативной памятью содержат элемент И, соединенный ныходом с первым нходом элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которогосоединен с выходом блока, вторыевходы элемента И и ИЛИ подключены к 15соответствующим контактам управляющих команд блока задания программ.На чертеже представлена функциональная схема устройства дистанционного программного управления 20электропринодными механизмами,Устройство состоит из входного блока 1, содержащего дешифратор 2, соединенного с элементами 3 совпаде. ния, выходы которых подключены к информационной шине 4, соединенной с выходом вычислительного блока 5, состоящего из элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, управляемого триггера 7,записи, элементов И 8 и ИЛИ 9, элементоа 10 совпадения и дешифратора 11. Выход блока 5 связан с выходным блоком 12, управляемым инвертором 13, и с блоком 14 оперативной памяти, содержащим дешифратор 15, элементы записи 16 и считывания 17 . Выход иннертора 13 соединен с модулем 18 управления блоком оперативной памяти, состоящим из элементов И 19 и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, с блоком 21 40 управления нЫходным блоком, содержащим элементы И 22 и ИЛИ 23, а также с модулем 24 управления программным блоком, содержащим элементы И 25 и ИЛИ-НЕ 26, ячейки записи 27 45 и считывания 28, выходы последних связаны с программным блоком 29, содержащим командные шины С - См , элементы НЕ 30, горизонтальные шины 31, вертикальные шины 32, 50 диоды 33, резисторы 34, дешифратор 35, клемму 36 питания, счетные триггеры 37. Синхронизирует работу устройства генератор 38 импульсов, связанный с элементом 39 задержки.Все блоки, кроме входного, а также все модули обведены пунктиром,К клемме 36 подключается источник напряжения, питающий устройство, 60Элемент НЕ 30 служит для инвертирозания логического нуля, поступа" ющего на горизонтальные шины 31.с выхода дешифратора 35, через вертикальные шины 32 и диоды 33. 65 Выходной блок 12 состоит из стандартных ячеек памяти и соответствующих усилителей (на чертеже не показаны), передающих логические. сигналыиэ ячеек памяти на электроприводныемеханизмы (на чертеже не показаны).По командам блока 21 блок 12 напоминает, усиливает и передает наэлектропринодные механизмы логичес"кне сигналы,Запись в блок 14 и триггер записи7 осуществляется по заднему фронтуимпульса.Счетные триггеры 37 изменяют своесостояние по переднему фронту испульса, поступающего на их счетныевходы. На сигналы на входах а 4,а, а поступают дискретные сигналыс датчиков (на чертеже не показаны),При подаче на входы дешифраторасигналов "10", "11", "01" соответственно на верхнем, среднем и нижнем выходах дешифратора появляютсялогические единицы,Если на выходе дешифратора 11имеется логический сигнал "1", тона правом выходе дешифратора появляется логическая единица, а еслина его входе имеется фОф, ж налевом входе дешифратора появлян 1 пПри поступлении "1 ф на входдешифратора 15 активизируется еговерхний выход, при поступлении "0"активизируется его нижний выход. При изменении состояния счетныхтриггеров 37 от поступакщих на ихсчетные входы импульсов иа выходахдешифратора 35 произойдет перемешение логического "0" поочередносверху вниз.Если значение команды Ср равно"0", то на выходе элемента 6 имеетсятот же логический сигнал, что и нашине 4. Если значение команды Сравно "01", то на выходе элемента 6появляется инверсный по сравнению ссигналом на шине 4 сигнал.Запись в триггер 7 производитсяпо команде С,Дешифратор 11 и элементы 10позволяют подавать на выход вычислительного блока 5 значения выходныхсигналов элементов 8 и 9 в зависимости от значений команды Су . Наодном такте блок 5 может вычислитьодну из следуницих логинеских функций:ААААААд, АА, А, +А,А 1 +А, А, +А, А +А,где А, м А - сигналы на входах 5,М - инверсия АВ качестве управляемого инвертора13 можно взять стандартные двухвходовые элементы, "Сумма по модулюдва" или ИСКЛЮЧАОЦЕЕ ИЛИ.11 ринцкп действия предлагаемогоустройства на примере работы электро привода механизма в зависимости отрезультатов вычисления функцииа, а а + а будет следующим.На первом такте активизируетсяпервая (верхняя) шина 31 программного блока 29, и нулевые сигналы черезсоответствующие диоды 33 поступят на,элементы НЕ 30. На командных шинахС 1:и С появяжся единичные сигналы,которые обеспечат подачу входногосигнала .а на шину 4 и запись значения а в триггер 7, На второмтакте активизируется вторая шина 31,н появятся команды ( -Ср Гд, С,ь,р 15С , Под действием команд С, и Спроизойдет передача значения сигналаа, на вход блока 5, где по командеСз элемент 6 инвертирует а. Команда С позволит получить на выходе 2 Облока 5 результат вычисления а, фа .Если этот результат равен "1",то под действием команды С,ь онзапишется в верхний элемент записи 16 блока оперативной памяти 14.На входах элемента 13 имеются двелогические "1", одна из которыхпоступает с выхода блока 5, авторая - с командной шины С 4 . Поэтому на выходе элемента 13 имеется ЗОлогический "О" и дальнейшее вычисление функции а,а,.а, будет продолжаться в описанйой далее последовательности. На третьем такте активизируется третья шина 31 и поддействием команд С, - С произойдетзапись значения а в триггер 7. Начетвертом также активизируется четвертая шина 31 и по командам Сц иС произойдет передача результатавычислений функции а,.а из верхнего элемента 16 памяти за счетэлемента 17 считывания на вход элемента б блока 5 и вычисление функцииа .а .а, . Если результат вычисленияравен "0", он запишется в нижний 45элемент 16 записи, так как на входеэлемента О присутствует ".О" (Св ="0" и С 9 = "0"). На пятом тактеактивизируется пятая шина 31 и покомандам С и С произрйдет запись 5 Означения аз в триггер 7. На шестомтаите активизируется шестая шина 31и по коменде С 1 произойдет считывание значений а а а из нижнего элемента 16 записй, и так как уС = "О", на выходе блока 5 появитсярезультат вычисления функции а 1ака + а, который по команде Св черезэлемент 23 подается на выходнойблок 12.Теперь вернемся к второму такту.Допустим, что на втором такте результат вычисления Функции а а, равен"0", тогла дальнейшее вычисление функции а а а, не имеет смыспа, так у как она равна "0". В этом случае под действием команды С на выходе управляемого инвертора 13 появится логическая "1" и на выходе элемента 20 появится нулевой сигнал, так как Сь = "1", При этом уже на втором такте произойдет запись результата вычисления Функции а а 2 а в нижний элемент 16 записи. Поэтому третий и четвертый такты можно опустить и перейти сразу к пятому такту,Когда на втором такте генератор 38 импульсов выдает логический "О", то на выходе элемента 25 установится логическая "1" и произойдет за.- пись значений С - С 6 в ячейки 27 записи. При этом значения С - Сч соответствуют тому состоянию счетных триггеров 37, которое появляется у них на пятом такте работы устройства, Далее, когда генератор 38 выдает логическую "1 ф, за счет команды С, и единичного сигнала на выходе инвертора 13 происходит считывание значений С - С из ячеек 27 записи при помощи ячеек 28 считывания, на общие входы которых поступает разрешающий сигнал с выхода элемента 25, При этом триггер 37 устанавливается в положение, соответствующее пятому такту работы устройства, т.е. третий и четвертый такты опускаются, Таким образом, на вычисление функции а, а .а понадобилось всего два такта вместо четырех. Элемент 39 задержки служит для задержки сигнала, поступающего с генератора 38, на время переходных процессов в счетных триггерах 37, связанных с переходом этих триггеров из одного состояния в другое под действием командиых сигналов, поступающих с элементов 28 считывания блока 24.Вернемся к четвертому такту работы устройства, Допустим, что значение вычисленной на четвертом такте Функции а а аз равно "1, тогда вычислять значение всей функции а а а + а не имеет смысла, так как оно будет равно "1". В этом случае, учитывая, что С = О, на выходе управляемого инвертора 13 установится логическая "1", которая поступит на первый вход элемента И 22, На второй вход этого элемента подана единичная )команда Сц . При этом на выходе элемента 22 появится "1", поступающая на вход элемента 23, и на его выходе появится сигнал логической "1", разрешающей запись результата вычисления Функции а, а аз и одновременно функции а 1 а., а + а в выходной блок 12, На этом же четвертом такте команды Сз - Се записываются в ячейки 27 записи в момент появления на выходе генератора 38логического "О". В начале следующего такта, когда на выходе генератора 38 появится логическая "1", произойдет считывание из ячеек 27 команд С,вС, и под действием этих команд произойдет установка счетных тригге ров 37 в нулевое состояние. При этом процесс вычийения начнется вновь, т.е. актийизируется первая шина 32,Таким образом, на вычисление 30 функции а.а аз + а понадобилось четыре такта вместо шестиКак видно из приведенного примера, повышается быстродействие предлагаемого устройства за счет сокра щеиия числа тактов при вычислении логических последовательных ипараллельных функций в случаях получения логического нуля при промежу точном вычислении последовательной 20 функции и в случае получения логической единицы при промежуточных вычислениях параллельной функции.Одновременно расширяются функциональные возможности устройства за счет изменения програмьж управления в зависимости от значений промежуточных вычислениЯ и сокращаетсяколичество информационных шин.Повьааение быстродействия устройства по сравнению с базовыми уменьшает время запаздывания между моментом приема сигналов с датчикови моментом выдачи управляеиюс командна электроприводные механизмы, чтоувеличивает точность поддержаниятехнологических режимов, а значитведет к повышению качества выпускаемой продукции И экономии материала,например, на технологических линияхпо производству гипсокартонных листов, дтделочных конвейерных линияхи т.д, в промьыленности строительных материалов.Возможность менять программууправлений в зависимости от результатов промежуточных вычислений позволяет оптимизировать технологический процесс, например при распределении материалов по потребителям,перепуске пара между автоклавами,что приводит к экономии пара и материалов,1071999 Редактор И. Егорова ТехредЛ,ПилипенкВЩ ШФ одписн лиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектная, 4 каэ 123/39 Тираж 842 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и113035, Москва, Я, Раушс митета СССР ткрытий я наб., д. 4/5