Устройство для программного управления

Номер патента: 673985

Авторы: Заблоцкий, Карабан, Катилас, Семенков

ZIP архив

Текст

(71) Заявитель Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАИЙЧОГО УПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к области автоматизации управления контурным перемещением рабочих органов автоматических устройств и предназначено для использования в системах программного управления группой объектов.Известно устройство для программного управления, содержащее блоки вычислений, ввода программы к опе" ративной памяти, блоки распределе- ния и блоки управленияЯ . Недостатком известного устройства является низкая нагрузочная способность.Известно также устройство содер-жащее блок местного управления, блок ввода программы, оперативную память, исполнительиый блок и вычислительный блок, причем первый и второй информационные входы вычислительного блока падКлюченЫ соответственйок выходу блока ввода программы и первому выходу оперативной памяти, информационный вход которой соединен с первым информационным выходом вычислительного блока, управляющий и адресный выходы которого соединены соответственно с первым управлеощим входом исполнительного блока и первым адресным входом блока .местного управления, первый, второй, тре- тий и четвертый управляющие выходы которого подключены к управляющим входам соответственно вычислительного блока, блока ввода программы оперативной памяти и второму управляющему входу исполнительного блока, адресный выход блока местного управления подключен к адресному входу оперативной памяти, информационный вход блока программы соединен со входом устройства, выход которого соединен с выходом исполнительного блока 2Недостаток этого устройства состоит в том что приоритет управляемых объектов определяется только по их номерам беэ учета распределения запросов по номерам скоростей, что приводит к снижению нагрузочной способности устройства и производительности обслуживаемых ОбъекЦелью предлагаемого изобретения является увеличение нагрузочкой способности устройства.С этой целью в предлагаемое устройство введены генератор дискретных частот и блок Формирования запросов, причем первый и второй инфор-.мационные входы блока Формированиязапросов соединены соответственносо вторым информационным выходомвычислительного блока и вторымвыходом оперативной памяти, пятыйуправляющий выход блока местногоуправления подключен к управляющему входу блока формирования запросов, запросный вход которого соединен с выходом генератора дискретныхчастот, выход блока Формированиязапросов подключен ко второму адресному входу блока местного управления; кроме того, блок Формирования,запросов содержит Формирователь адреса микрокоманд, коммутатор заявок,регистр заявок, регистр состоянияобъектов, дешифратор анализа скоростей, схему сравнения, регистр запросов, коммутатор запросов, регистрномеров скоростей, первый, второй,третий, четвертый и пятый элементыИ, причем выход формирователя адре"са микрокоманд подключенквыходублока Формирования запросов, выходкоммутатора заявок нодключей к перф вому входу формирователя адреса мик"рокоманд и информационным входам первого и второго элементов И, второйи третий входы Формирователя адресамикрокоманд соединены соответственно с выходом дешифратора анализа,скоростей и выходом схемы сравнения 30выход коммутатора запросов соединенс четвертым входом Формирователяадреса микрокоманд, информационнь 1 мвходом третьего элемента И и первымвходом схемы сравнения, второй вход 35которой соединен с информационнымвходом коммутатора запросов и выходомрегистра запросов, выход"первогоэлемента И подключен к первому нулевому входу регистра заявок и к нулевому входу регистра состояния объек-.тов, первый и второй единичные входы которого соединены соответственно с выходом второго и четвертогоэлементов И, информационный "вхбд которого соединен с выходом регистразаявок и первым входом коммутаторазаявок, второй вход которого соеди"нен с выходом регистра состоянияобъектов и первым входом дещифратоФа анализа скоростей, второй входкоторого соединен С выходом регистра"номеров скоростей и первымвходомпятого элемента И, второй вход которого подключен к запросному входу4 лока Формирования запросов, выход 55третьего элементаИ подключен к нулевому входу регистра запросов, еди"яичный вход которого соединен с выходом пятого элемента И, вход регистра номеров скоростей соединен с пер"вым информационным входом блока Формирования запросов, второй информационный входкоторогосоединек"с единичным входом регистра заявок, управляющий вход Формирователя адреса микрокоманд соединен с управляющим входом коммутатора заявок, вторым нулевым входом регистра заявок, управляющим входом первого, второго, третьего, четвертого элементов И, управ"ляющим входом коммутатора запросов и с управляющим входом блока Формирования запросов.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для программного управления,"на фиг, 2 - блок-схема блока Формирования запросов.В .состав устройства входят блок 1 ввода программы, вычислительный блок 2, оперативная память 3, блок 4 местного управления, исполнительный блок 5, блок б формирования запросов, генератор 7 дискретных частот.Влок 1 ввода программы служит дляприема информации и передачи еев вычислительный блок 2, Блок 1 может быть выполнен, например, на накопительных и логических элементах, согласно требуемому интерфейсу.вВычислительный блок 2 предназ-. начен для преобразования вводимой информации и передачи ее в оперативную память 3 для выполнения опе- . раций интерполирования и осуществления при этом режимов разгона и торможения. В его состав входят узлы для выполнения арифметических и логических операций.Оперативная память 3 хранит кадры информации для каждого управляемого объекта, данные промежуточных вычислений в ходе интерполирования и заявки объектов на обслуживание. Для запоминания заявок отведены ячейки, число которых равно числу номеров скоростей, с которыми могут работать объекты. В каждой ячейке, отведЕнной для данного номера скорости, заявки объектов располагаются по разрядам в соответствии с номерами обьектов.Блок 4 местного управления осуществляет Функции централизованного управления работой устройства и имеет в своем составе логические схемыи устройство памяти для хранениямикрокоманд, eо которым происходитФормирование управляющих сигналовпри выполйении заданных алгоритмов.Исполнительный блок 5 служит дляпередачи управляющих воздействий икоманд на исполнительные механизмыобъектов, Он выполнен на элементах,Формирующих стандартные сигналы дляподключенных объектов,Информационные входы вычислительногб блока 2 подключены к выходамблока 1 ввода программы и оперативной памяти 3, а выходы вычислительного блока 2 подключены к информационным входам оперативнрй памяти 3,управляющему входу исполнительногоблока 5 и адресному входу блока 4местного управления, подключенногоуправляющими выходами к управляющим входам вычислительного блока, блока 1 ввода программы, исполнительного блока 5 и к управляющему н адресному входам оперативной памяти 3.Блок 6 Формирования запросов организует очередность обслуживания объек тов при выполнении заявок, относящихся к различным номерам скоростей. В состав блока б Формирования запросов, приведенного на фиг. 2, входят Формирователь адреса микрокоманд 8, комму татор заявок 9, регистр заявок 10, дешиФратор анализа скоростей 11 регистр состояния объектов 12, коммутатор запросов 13, регистр запросов 14, схема сравнения 15, регистр номеров скоростей 16, первые-пятые элементы И 17-21.Формирователь 8 адреса микрокоманд служит для Формирования адреса, по которому из памяти блока 4 местного управления читаются микрокомандыР управляющие процессом вычисления и переключениями режимов работы блоков устройства. Выход этого узла связан с одним из адресных входов блока 4 местного управления, управляющий выход которого соединен с управляющим входом узла 8. Коммутатор заявок 9 определяеточередность выполнения заявок, находящихся в подключенных к нему регистре заявок 10 и в регистре состояния объектов 12, исходя иэ номеров объектов. Выход коммутатора заявок 9 подключен к одному из входовформирователя адреса микрокоманд 8,Коммутатор запросов 13 служит дляформирования приоритета старшего пономеру запроса из числа тех, которые находятся в подключенном к немурегистре запросов 14, и передачи егона вход Формирователя адресамикро- . команд 8Выходы коммутатора запросов 13и регистра запросов 14 связаны свходами схемы сравнения 15, которая 45следит за соответствием выбранногоприоритета номеру запроса и подключена ко входу Формирователя адресамикрокоманд 8.Регистр номеров скоростей 16 хранит номера скоростей, с которыми вданный момент работают управляемыеобъекты. Входы регистра номеров скоростей 16 связаны с информационнымвыходом вычислительного блока 2, а 55выходы подключены ко входу дешиФрато-ра анализа скоростей, связанномутакже с выходами регистра состоянияобъектов 12.Дешифратор анализа скоростей 11, 60предназначен для отслеживания числазаявок, находящихся в регистре состояния объектов 12, и передачи навход Формирователя адреса микроко-.манд 8 номера той ступени скорости,.с которой производится, в случае 673985необходимости, переход на более низкие ступени.Выход первого элемента И 17, управляемого коммутатором заявок 9,подключен к нулевым входам регистра состояния объектов 12 и регистразаявок 10, соединенного входами синФормационным выходом оперативнойпамяти 3. Выходы второго элементаИ 18, управляемого коммутаторомзаявок 9, подключены к единичнымвходам регистра состояния объектов12, другие единичные входы которого соединены с выходами четвертогоэлемента И 19, подключенного к выходам регистра заявок 10. Выходытретьего злемЕнта. И 20, управляемого коммутатором запросов 13, соединены с нулевыми входами регистразапросов 14, единичные входы которого подключены к выходу пятого элемента И 21, входы которого связаныс выходами регистра номеров скоростей 16 и с выходами генератора дискретных частот 7.Управляющий вход коммутаторазаявок 9, нулевые .входы регистразаявок 10, входы первого-четвертого элементов И 17-20 и управляющийвход коммутатора запросов 13 связаны с управляющим выходом блока 4местного управления.Генератор дискретных частот 7предназначен для Формированйя последовательностей импульсов разйыхчастот, число которых соответствует числу ступеней скорости, на которых работают управляемые объекты.Устройство работает следующимобразом,Блок 1 ввода программы принимает инФормацию под управлением сигналов блока 4 местного управленияи передает ее через вычислительныйблок 2 в оперативную память 3. Приэтом производится распределение кадров инФормации по зонам памяти, отведенным для каждого управляемогообъекта. Блок 4 местного управленияопределяет окончание пересылки кадраи посылает в вычислительный блок 2команду, по которой происходит Формирование заявки йа обслуживаниеданного объекта с минимальной длянего скоростью. Эта заявка запоминается в соответотвующем номеру объекта разряде ячейки, отведенной в оперативной памяти 3 для данной ступени скорости, а по инФормационномувходу блока 6 Формирования запросовв регистре номеров скоростей 16устанавливается в единицу соответствующий разряд номера скорости по .команде вычислительного блока 2,Выходы регистра номеров скоростей 16 через пятый элемент И 21опрашнваются генератором дискретныхчастот 7, Еслибы разряд регистра номеров скоростей 1 б,который соответст,вует одному из выходов генератораК - 4673985 дискретных частот 7, находится в еди=ничком состоянии, и на выходе генератора появляется опрашивающий импульс, то этот импульс проходитна один из единичных входов регистра запросов 14, устанавливая темсамым запрос на обслуживание объек-тов, работающих на данной частоте,Этот запрос становится в очередь,в которой приоритет запросов рас-тет" с увеличением номера скорости.По командам блока 4 местногоуправления коммутатор запросов 13предоставляет приоритет старйему,илеса микрокоманд 8 Формирует ад-рес, начиная с которого в блоке 4местного управления записаны командй для управления обслужйванием.объектов, у которых имеются заявкидля работы на данной скорости.Блок 4 местного управления ука" .зывает по адресному входу оперативной памяти 3 на адрес ячейки, кото"раяотведенав оперативной памяти3 для"данной Ступени "скорости. Содержимое этой ячейки читается поинФормационным входам в регистре. заявок 10, где заявки объектов ставятся в очередьсоответственно но- .меРам объектов. Коммутатор заявок9 предоставляет приоритет старшемупо номеру объекту, а Формирова- ЗОтель адреса микрокоманд 8 Форми.рует айрес, исходя из которого блок4 местного управления организуетдоступ вычислительного блока 2 взону памяти, где хранится кадр инФормации данного объекта.Вычислительный блок 2 через исполнительный блок 5 выдает управляю"щее воздействие или вспомогатЕльную" команду ца"исполнительный механизмобъекта и подготавливает следующееприращение или команду. При этомвеличина ступени Kути, которую Фобъект должен отработать с текущей,скоростью, сравнивается с величинойоставшегося перемещения по координате, конечная точка которой задается,в кадре ИнФормация о вЕличинахступеней пути, по которым проходитнабор и сброс скороети пРИ"разгонеи замедлении, для.каждого объектахранится в блоке 4 местйого"управления. Есди СтуПЕнЬ текУщей скоРоотине отработанаи анализ оставшегося6 ути, заданного в кадре, не указывает на необходимость перехода на ре-жим замедления, то вычислительныйблок 2 освобождается и подготавливается "к работе С кадром другогообъекта; Еслй отработка"Ступени текущей скорости "закончена, а оставшийся путь позволят увелйчить сйо-рот отработки, то ыислитеьыйблок 2 снимает заявку данного объекта на обслуживание с прежней частотой и Формируетв другой ячейке и цоперативной памяти 3 заявку объек 8та на работу на более высокой ступени скорости, Если требуется перейтина режим замедления, то производится Формирование заявки объекта наболее низкую частоту отработки перемещений, При переходе объекта с однойступени "скорости на другую производится анализ содержимого обеих ячеек, оснобождаемой и занимаемой заявкой,данного объекта, на наличие заявок других объектов, после чего Формируется команда, которая по числовому входу блока б Формирования запросов изменяет содержимое регистра Нйомеров скоростей,После окончания обслуживания заявки объекта и освобождения вычислительногоблока 2 блок 4 местного"управления выдает на блок б формирования"запросов сигнал конец шага,который поступает на входы первогоэлемента И 17, управляемого коммутатором заявок 9, и сбрасывает н нульсоответствующий разряд регистразаявок 10, Затем из блока 4 местного управления на коммутатор заявок9 постуйает сигнал, по которомупредоставляется приоритет следующему по номеру объекту.Когда содержимое регистра заявок10 станет равным нулю, т,е. обслуживание будет предоставлено всемобъектам, работающим с данной частотой, коммутатор 9 эаянок черезФормирователь адреса микрокоманд 8Сообщит об этом в блок 4 местногоуправления. Из блока 4 местногоуправлейия на третий элемент И 20,управляемый коммутатором запросов13, поступит сигнал, который установит в нуль соответствующий разрядрегистра запросов 14, после чегокоюутатор запросов 13 предоставитприоритет следующему по номеру зап-росу на обслуживание заявок очередной ступени скорости.Если в момент обслуживания заявоккакого-либо номера скорости и регистрзапросов 11с генератора дискретных частот 7 поступит запрос более высокого приоритета, то на выхо-,де схемы сравнения 15 появится сигнал о несоответствии номера поступившего запроса в регистре запросов14 приоритету,- сФормированному ком"мутатоРом запросов 13. Этот сигналчерез ФормиЬватель адреса микрооманд В сообщает в блок 4 местного,управления о необходимости переходана обслуживание более высокого но"Мера скорости. Блок 4 местного управления ожидает окончания обслуживания,вычиолительного блока 2 очереднойзаявки предыдущей ступени скорости,послечего Формирует команду, по которой оставшиеся заявки из регистразаявок 10 через четвертый элементИ 19 переписываются в регистр состояния объектов 12. Эти заявки дешиФрируются коммутатором заявок 9 как673985 10Положительный эффект заключается в увеличении нагруэочной способности, что достигается за счет учета распределения запросов го номерам скоростей, фиксации момента насыщения системы диспетгеризации эая вок наобслуживание и использование возможности перевода заявокна более низкие частоты обслуживания путем определения требуемойступени скорости йо известным па раметрам, хранимым внутри устройства. формула изобретения 51. Устройство для программногоуправления, содержащее блок местного управления, блок ввода программы, оперативную память, исполнительный блок и вычислительныйблок, причем первый и второй информационные входы вычислительного блока подключены соответственно к выходу блока ввода программы и первому выходу оперативной памяти,информационный вход которой соединен спервым информационным выходом вычислительного блска, управляющийи адресный выходы которого соединены соответственно с первымуправ ляющим входом исполнительного блока и цеРвйй"адресным входом блокаместного управления, первый, второй,третий и четвертый управляющие выходыкоторого подключены к управляющим входам соответственно вычис-лительного блока, блока ввода программы, ойератйвной памяти и второмууйравляющему входу исполнительногоблока, адресный выход блока местного управления подключен к адресномувходу оперативной памяти, информационный вход блока ввода программысоединен со входом устройства, выход которого соедийен с выходомисполнительного блока, о .т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения нагрузочной способности,.в устройство введейы генератор дискретных частот и блок формированиязапросов, причем первый и второйинформационные входы блока Формирова ния запросов соединены соответственно со вторым информационным выходомвычислительного блока и вторым выходом.оперативной памяти, пятый управляющий выход блока местного управления подключенк управляющему входу блока Формирования запросов, запросный вход котброго соединен с выходом генератора дискретных частот,выход блока Формирования запросов подключен ко второму адресному входу блока местного управления.2, Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е ся тем, что блок Формирования запросов содержит Форми 9находящиеся в режиме ожидания. Посигналам из блока 4 местного управления регистр заявок 10 очищается, акоммутатор запросов 13 формируетприоритет поступившего номера скорости, который через формировательадреса микрокоманд 8 инициирует вблоке 4 местного управления команду управления чтением заявок новойступени скорости из оперативной памяти 3 в регистр заявок 10. Послеэтого производится обслуживание зая,вок.Когда имеются заявки, находящиеся в режиме ожидания в регистре состояния объектов 12, то работа блока6 формирования запросов протекаетследующим образом. После чтеиия заявок очередной ступени скорости врегистре заявок 10 коммутатор 9заявок сравнивает номера заявок врегистре заявок 10 и в регистре состояния объектов 12Если имеютсясовпадающие номера, то приоритетпредоставляется старшему из них.После окончания обслуживания заявкисигнал из блока 4 местного управления через первый элемент И 17 сбрасывает соответствующие разряды врегистре заявок 10 и в регистресостояния объектов 12.ДешиФратор анализа скоростей 11 :отслеживает число заявок, йаходящихся в ожидании в регистре состоянияобъектов 12, и величину номеров врегистре номеров скоростей 16 и,при необходимости, организует пеРЕход на более йизкие ступени скорос тей. При этом происходит формироэа "иие адреса-ячейки старшего номераскорости, и содержимое этой ячейкипо командам блока 4 местного управ.ления добавляется к содержимому 40соседней ячейки, соответствующейна единицу меньшему номеру скорости, ав регистре номеровскоростей16 производится изменение номеров,Затем дешифратор анализа скброСтей 11 анализирует новое распределение заявок.Когда кадр, информации для данного объекта отработан, блок 4 местного управления выдает сигнал 1 конец кадра, который через второйэлемент 18, управляеьвй коммутатбрзаявок 9, устанавливает вединицу -соответствующий разряд регистра .состояния объектов 12. Этот объект,тем самым, ставится в очередь наполучение иэ блока 1 ввода программы следующего кадра, Результатымоделирования работы устройствана,ЭВМ при различных загрузках ираспределениях объектов по быстродействию показали, что предлагае- "мое устройство допускает подключе-ние объектов примерно вдвое большего, по сравнений с известным,быстродействия. 65673985 12регистра заявок и первым входом коммутатора заявок, второй вход которого соединен с выходом регистра состояния объектов и первы входом де-щифратора анализа скоростей, второйвход которого соединен с выходом5 регистра номеров скоростей и первымвходом Пятого элемента И, второйвход которого подключен к запросному входу блока формирования запросов, выход третьего элемента И подключен к нулевому входу регистразапросов, единичный вход которогосоединен с выходом пятого элемента И, вход регистра номеров скоростей соединен с первым информационным входом блока Формирования запросов, второй инФормационный вход которого соединен с единичным входомрегистра заявок, управляющий входформирователя адреса микрокомандсоединен с управляющим входом коммутатора заявок, вторым нулевымвходом регистра заявок, управляющимвходом первого, второге, третьего, четвертого элементов И, управляющим входом коммутатора запросовИ С управляющим входом блока формн", рования запросов.Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЗО Р 386383, кл. С ОБ В 19/18, 19702, Авторское свидетельство СССРР 466492 кл, С 05 В 19/18, 1974.,рователь адреса микрокоманд, коммутатор заявок, регистр заявок, ре"гистр состояния объектов, дешифраторанализа скоростей, схему сравнения,регистр запросов, коммутатор запросов, регистр номеров скоростей, первый, второй, третий, четвертый ипятый элементы И, причем выход Формирователя адреса микрокоманд подключен к выходу блока формированиязапросов, выход кбъмутатора заявокподключей к первому входу Формирователя адреса микрокоманд и информационным входам первого и второго элементов И, второй и третий входыформирователя адреса микрокомандсоединены соответственно с выходомдещифратора анализа скоростей, ивыходом схемы сравнения, выход коммутатора запросов соединен с четвертым входом Формирователя. айресамикрокоманд, информационным входомтретьего элемента И и "первыми входом схемы сравнения, второй входкоторой соединен с информационнымвходом коммутатора запросов и выходом регистра запросов, выход первого элемента И подключен к первОму нулевому входу регистра заявок и к нулевому входу регистра состоянияобъектов, первый и второй единичные входы которого соединенй соответственно с выходом второго и четвертого элементов И, информационныйвход которого соединен с выходом ИПИ Заказ 4073/43аж 1014 Подписное Филиал ППП фПатентг. Ужгород, ул. Прое тная

Смотреть

Заявка

2369883, 03.06.1976

ИНСТИТУТ ТЕХНИЧЕСКОЙ КИБЕРНЕТИКИ АН БЕЛОРУССКОЙ ССР

СЕМЕНКОВ ОЛЕГ ИГНАТЬЕВИЧ, ЗАБЛОЦКИЙ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ, КАТИЛАС ЭДУАРД ПЕТРОВИЧ, КАРАБАНЬ ДМИТРИЙ ИВАНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G05B 19/418

Метки: программного

Опубликовано: 15.07.1979

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-673985-ustrojjstvo-dlya-programmnogo-upravleniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для программного управления</a>

Похожие патенты