Многоканальная система программного управления объектами

(21) 3900462/24-24 (22) 29.05.85 (46) 23.12,86, Бюл (72) А.Л.Белогорск Ф 47 В. Н. Тычин правочУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и А.В,Торопов(56) Электронная проиювленность, 1983, Ф 3, с. 24-27.Интегральные микросхемы; С ник. /Под ред. Б.В.Тарабрина, М,: Радио и связь, 1984.Авторское свидетельство СССР В 603953, кл. С 05 В 19/18, 1978.Авторское свидетельство СССР В 746426, кл. С 05 В 19/18, 1980. (54) МНОГОКАНАЛЬНАЯ СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАЯ 1 (57) Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для управления группой объектов (станков) имеющих локальные системы управления. Целью изобретения явля-ется повышение надежности работыпутем контроля прохождения информациипо каналам управления. Многоканальная система содержит ЭВМ, регистрыадреса с дешифратором каналов,.регистры данных и каналов управления, контроллер каналов, счетчик адреса с дешифратором и в каждом канале управления компараторы, на которых информационные шины как собственные, таки смежного канала попарно соединеныв кольцо. Контроллер каналов при передаче информации по обслувжваемомуканалу организует параллельную передачу этих же данных по информационным шинам смежного канала и по совпадению информации на компаратореобслуживаемого канала фиксирует исправность данного канала. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.системы программного управленияобъектами; на фиг, 2 - Функциональнаясхема канала управленияф на Фиг3функциональная схема контроллера каналов, на Фиг, 4 - Функциональнаясхема импульсного дешифратора.Система содержит ЭВМ 1, контроллер 2 каналов, регистр 3 адреса, дешифратор 4 адреса, регистр 5 данных,счетчик 6 адреса каналов, импульсныйдешифратор 7, каналы 8 управления,одновибратор 9, элемент ИЛИ 10 иобъект 11 управления,ЭВМ 1 состоит из тактового генератора 12, центрального процессора 13,системного контроллера 14 ЭВМ, запоминающего устройства (ЗУ) 15, устройства 16 ввода-вывода и контроллера17 прерываний,Каналы 8 управления содержат приемный регистр 18 данных, компаратор19, элемент 2 (ЗИ в И) 20 и выходнойрегистр 21 данных.Контролллер 2 каналов состоит изтриггера 22, элемента И 23, генератора 24 импульсов, счетчика 25 импульсов, дешифратора 26, первого ивторого элементов ИЛИ 27 и 28,Система работает следующим образом.Программы обработки изцелий вводятся с помощью устройства 16 в ЗУ15 ЭВМ 1, Из ЗУ 15 процессор 13 выдает в объекты управления отдельныекадры программ. Связь объектов 11управления с ЭБМ осуществляется черезканалы 8 управления, где имеется выходной регистр 21 данных. Таким образом, объект 11 управления имеетбуферную память, выполненную в видевыходного регистра 21 данных дляхранения одного кадра программы. Дляпереписи информации из регистра 21в объект 11 управления сигнал одно 1 12Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для использования в качестве системы программного управления группой прошивочных раскладывающих провода в жгуты станков и других аналогичных объектов с локальными системами управления,Цель изобретения - повышение надежности работы многоканальной системы программного управления объектами.На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема многоканальной 78813 3временно поступает и на управляющийвход контроллера 17 прерываний ЭВМ 1,извещающий о том, что регистр 21 переписан и в него можно загрузитьочередной кадр программы, ЭВМ обслуживает каналы управления поочередно(т.е. в любой момент времени информация пересылается иэ ЭВМ только поодному каналу), поэтому имеется воз можность использования информационных шин смежного канала для органиэации контроля правильности прохождения информации из ЗУ ЭВМ в регистр 21 без введения дублирующих 15 информационных шин или каналов управления. Это позволяет выявить неисправные информационные шины дляих последующего отключения и выдачисообщения оператору через устройст во 16 ЭВМ. При этом исключается вводискажений информации в регистр 21памяти и тем самым устраняется самавоэможность порчи обрабатываемойдетали или поломки оборудования 25 от выполнения неправильной команды.Получив запрос от объекта управления, ЭВМ по адресным шинам в сопровождении с управляющим сигналомпередает в регистр 3 адреса адрес 30 обслуживаемого канала (1), а по шинам данных в сопровождении управляющего сигнала в регистр 5 данныхпередает информацию следующего кадрапрограммы обслуживаемого объекта управления. Адрес иэ регистра 3 дешифрируется дешифратором 4, разрешаяприем информации в выходной регистрсоответствующего канала управления.Одновременно с приемом адреса в регистр 3, устанавливается в единичноесостояние триггер 22 в контроллере2 каналов, и он разрешает прохожцение импульсов с генератора 24 черезэлемент И 23 в счетчик 25, которыйначинает считать импульсы, а на выходах дешифратора 26 последовательно, начиная с первого, появляютсячмпульсы. При появлении импульса(первый выход контроллера 2) инфоро мация из регистра адреса переписывается в счетчик 6. Импульсом с второго выхода дешифратора 26 черезэлемент ИЛИ 28 и дешифратор 7 формируется разрешающий сигнал по шинеобслуживаемого. канала, так каксодержимое счетчика 6 равно содержимому регистра 3. С помощью этогосигнала данные иэ регистра 5 посту1278 3пают в приемный регистр 18 данных обслуживаемого канала (1), с выхода которого они поступают на входы выходного. регистра 2 1 данных, первые входы компаратора 19 и по информационным шинам на вторые входы компаратора, 19 (1+1)-го смежного канала, Но данные в регистр 21 не записываются, так как нет разрешения с элемента 2 (ЗИ-ИЛИ) 20, на первую схему И которого должны поступить, кроме разрешающего сигнала по шине с дешифратора 4 адреса, разрешающие сигналы с компаратора 19 и с контроллера каналов по шине. 15Импульсом с третьего выхода дешифратора 26 содержимое счетчика 6 уменьшается на единицу, дешифратор 7 выдает разрешение на прием информации в приемный регистр 18 (1-1) - го 20 смежного канала с регистра 5. Перепись происходит как только на четвертом выходе дешифратора 26 появля - ется импульс, который стробирует прием данных в регистр 18 (а)-го 25 каНала. Данные из последнего поступают на вторые входы компаратора -го канала и, так как данные на . информационных шинах должны быть одни и те же, (при исправных регист- ЗО рах 18 и информационных шинах) на выходе компаратора 19 х-го канала появляется разрешающий сигнал, т,е. на первой схеме И элемента 2 (ЗИИЛИ) 20 имеются два разрешающих сиг 35 нала (на первом и третьем входах), Третий разр ешающий сигнал появля ет - ся при выдаче импульса с пятого выхода дешифратора 26 контроллера 2 каналов по шине, соединяющейся с шиной каналов управления . По этому сигналу на выходе элемента 2 (ЗИ-ИЛИ) 20 по - является разрешение на прием данных в выходной регистр 21 1-го канала. Этот же сигнал с элемента 2 (ЗИ в И) 20 поступает на шину, соединенную с входом элемента ИЛИ 10, с выхода которого происходит запуск одновибратора 9 по зацнему фронту импульса с элементами ИЛИ 10. Сигнал с одновибратора 9 поступает на шину контроллера 2 каналов и устанавливает в "0" триггер 22 и счетчик 25, снимая разрешение с элемента И 23. Выдача импульсов с выходов контроллера 2 прекращается, и он устанавливается в исходное положение. Если данные на первых и вторых входах компарато 813 4ра 19 -го канала не совпадают, это говорит о неисйравности одного из двух каналов -го или (х) -го. В этом случае на первом входе элемента 2 (ЗИ-ИЛИ) 20 нет разрешения с выхода компаратора 19, и сигнал с выхода элемента 2 (ЗИ-ИЛИ) 20 при приходе импульса на шину не формируется. Счетчик 25 контроллера 2 продолжает работать, и на шестом и седьмом выходах дешифратора 26 появляются импульсы, которые через элемент ИЛИ 27 поступают на шину, соединенную со счетным суммирующим входом счетчика 6, т.е. его содержимое становится равным (х+1). С выходов последнего через дешифратор 7 формируется разрешение на прием данных с регистра 5 в приемный регистр 18 данных (+ 1) -го канала, куда эти данные поступают при появлении импульса на восьмом выходе дешифратора 26, который через элемент ИЛИ .28 поступает на шину и стробирует прием данных в регистр 18 (1+1) -го канала. Данные с выходов этого регистра поступают на информационные шины этого канала и на первые входы компаратора 19 (х+1) -го канала, на вторые входы которого поступают данные с информационных шин .-го канала. При равенстве данных на выходе компаратора 19 (+1)-го канала появляется разрешающий сигнал, который поступает на первый вход элемента 2 (ЗИ-ИЛИ) 20 (+1)-го канала и через соединенные между собой шины (1.+1) - го и 1.-го каналов на шестой вход элемента 2 (ЗИ-ИЛИ) 20 х-го канала. Теперь на втором элементе И элемента 2 (ЗИ-ИЛИ) 20 -го канала есть два разрешающих сигнала, по импульсу с девятого выхода дешифратора 26 контроллера 2 по шине, соединенной с шиной канала управления, срабатывает второй элемент И элемента 2 (ЗИ-ИЛИ) 20, и на его выходе появляется сигнал, разрешающий прием данных в регистр 21 д-го канала и через элемент ИЛИ 10 и одновибратор 9 останавливающий работу контроллера 2, приводится в исходное состояние, как и в предыдущем случае. Раз информация на шинах 1.-го и (1+1)-го каналов совпадает, это говорит об исправности 1-го канала , а по шинам (1 ь)-го ка - нала информация идет с искажениями.Если шины 1-го канала неисправны,то при приеме данных в регистр 18(1+1)-го канала компаратор 19 (г+1)го канала не срабатывает и на еговыходе нет сигнала, значит нет сигнала с выхода элемента 2 (ЗИ-ИЛИ) 20-го канала. Данные (они искаженыза счет неисправности шин г.-го канала) в регистр 21 х-го канала не 1 ппоступают, счетчик 25 контроллера 2продолжает свою работу, появляетсяимпульс с десятого выхода дешифратора 26 который поступает на первыйвход элемента ИЛИ 10 и на управляющий вход контроллера 17 прерыванийЭВМ, оповещая ее, что данные в объектне проходят ввиду неисправности г-гоканала. Сигналом с выхода элементаИЛИ 10 через одновибратор 9 контроллер 2 каналов приводится в исходноесостояние,Таким образом, не увеличивая числа каналов, только попарным кольцевымсоединением из информационных шин на 25компараторах удается заблаговременновыявить неисправные каналы и тем самым исключить поломки деталей и ава -рий объектов управления, т,е. существенно повьшается надежность работымногоканальной системы программногоуправления объектами, При этом в зону, охватываемую контролем попадаютинформационные шины, начиная с выходоврегистра 5 данных. Сама ЭВМ имеетдостаточно развитые средства самоконтроля и контроля регистров 3 и 5,но только комплексное .использование.самоконтроля ЭБМ и предлагаемогоконтроля в рамках единой системы позволяет существенно повысить ее надежность работы.Сама система управления конструктивно разнесена, ЭВМ устанавливаетсяв отдельном помещении, Элементы 2,3, 4, 5, 6, 8 и 18 обычно размещаютсяв одном конструктиве с ЭВМ, остальные элементы размещаются рядом собъектами управления, поэтому длинашин связи ЭВМ с каналами управления(т.е. их выходными регистрами) определяется расстоянием между ЭБМ иобъектами управления. Объекты управления (станки) на участке обычноудалены друг от друга на небольшоерасстояние, поэтому увеличение длиныинформационных шин для заведения ихв смежный канал управления не существенно и на работу системы практически не влияет.Обслуживание ЭВМ данных систем производится в этом случае аналогично устройствам ввода, например считывателю с перфоленты, работающему в стартстопном режиме, Его функции выполняет выходной регистр 21 данных канала 8 управления, Сигналом "Пуск считыватели" поступающим с объекта управления на шину канала 8 управления, производится перепись кадра программы из выходного регистра 21 канала имитируя прием информации со считыватели перфоленты. Одновременно поступает сигнал на управляющий вход контроллера прерываний ЭВМ, информируя ее о том что регистр 21 переписан и требуется его заполнение оче. - редным кадром программы.Формула из обр ет ения1. Многоканальная система программного управления объектами, содержащая электронно-вычислительную машину (ЭВМ), связанную шинами данных и управления с первым и вторыми входами регистров данных, а адресными шинами и шиной управления - с первым и вторым входами регистра адреса, выходы которого соединены с входами дешифратора адреса, а также каналы управления, подключенные первыми входами к выходам регистра данных, вторыми входами - к выходам дешифратора адреса, третьими входами - к первым выходам объектов управления, а первыми выходами - к первым входам объектов управления, первые выходы объектов управления подключены к входам запросов прерывания ЭВМ, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, в нее введены контроллер каналов, счетчик адреса каналов, импульсный дешифратор, элемент ИЛИ и одновибратор, причем первый вход контроллера каналов подсоединен к первому входу регистра адреса и к шине управления ЭВМ, второй вход соединен через сдновибратор с выхо. дом элемента ИЛИ,первый, второй и третий выходы контроллера каналов соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами счетчика адреса каналов, четвертый выход - с первым входом импульсного дешифратора, пятый и шес 1278813той выходы - с третьим и четвертым входами каналов управления, седьмой выход - с первым входом прерывания ЭВМ и с первым входом элемента ИЛИ, вторая группа входов которого соединена с вторыми выходами каналов управления, третьи выходы каждого канала соединены с пятыми входами смежного канала управления, четвертый выход - с шестым входом смежного кана ла управления, седьмые входы - с выходами импульсного дешифратора, девятые входы - с выходами дешифратора адреса, выходы которого соединены с четвертой группой входов счетчика 15 ,адреса.2. Система по п, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что контроллер каналов содержит генератор импульсов, элемент И, счетчик импульсов, дешиф ратор, два элемента ИЛИ, триггер, первый вход которого соединен с первым входом контроллера, второй вход соединен с первым входом счетчика и вторым входом контроллера, выход триггера соединен с первым входом элемента И, второй вход которого - с выходом генератора, а выход с вторым входом счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, пер- ЗО вый, третий, пятый, девятый и десятый выходы которого соединены с первым, вторым, пятым, шестым и седьмым выходами контроллера соответственно, а второй, четвертый и восьмой выходы З 5 дешифратора соединены с первым, вторым и третьим входами второго элемента ИЛИ соответственно, а шестой и седьмой выходы дешифратора - с первым и вторым входами первого элемента, выход которого соединен с третьим выходом контроллера, а выход второго элемента ИЛИ - с четвертым выходом контроллера.3. Система по п, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что каждый канал управления содержит приемный и выход-ной регистры данных, компаратор и элемент 2 (ЗИ-ИЛИ), выход которого соединен с первым входом выходного регистра и третьим выходом канала управления, первый вход - с выходом компаратора и четвертым выходом канала управления, второй вход - с седьмым входом канала управления, третий и четвертый входы - с первым входом канала управления, пятый и шестой входы - с шестым и четвертым входами контроллера соответственно, второй и третий входы канала управления соединены соответственно с первым и вторым входами приемного регистра соответственно, выход которого соединен с вторым входом компаратора, третьим входом выходного регистра и первым выходом канала управления, второй выход которого соединен с выходом выходного регистра, второй вход которого соединен с пятым входом канала управления, восьмые входы которого соединены с первыми входами компаратора.1278813 Составитель О.Ольшанский Техред М.Ходанич Корректор Е.Рошко Редактор О.Юрковецка Заказ 6835/45 Подписно Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектна Тираж ИПИ Государствен по делам иэобрет 035 Москвар ж 3 ого комитета ССний и открытийРаушская наб.