Устройство оперативной связи с управляющими программами

ОП ИСАНИЕ 1970351ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. К . 6 06 Г 3/00 Гоеудврствеиныв комитет СССР Опубликовано 30.10.82. Бюллетень40Дата опубликования описания 05.11.82ло делам изооретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО ОПЕРАТИВНОЙ СВЯЗИ С УПРАВЛЯЮЩИМИ ПРОГРАММАМИ Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в системах автоматического контроля электрических и логических параметров электронных блоков и приборов и средствах управления технологическим оборудованием.Известные современные системы автоматического контроля реализуются, как правило, на базе универсальных ЭВМ или управляющих универсальных ЭВМ, что позволяет создавать эффективные многопостовые системы контроля и управления, в которых основные функции обработки данных и управления берет на себя центральный процессор, в то время как каждый пост, подключенный к этому процессору, производит простые операции контроля и управления. При этом связь с ЭВМ нестандартных устройств, таких как многопостовые системы технологического оборудования, осуществляется через селекторные и мультиплексные каналы.В многопостовых системах контроля и управления для связи оператора с управляющими программами ЭВМ может быть использовано устройство ЕС - 7077 с пишущей машинкой, предназначенное в ЕС ЭВМ для оперативной связи системы с оператором. Это устройство включает блок сопряжения сигналов по мультиплексному каналу, предназначенный для физического и логического согласования сигналов информации и управления с мультиплексным каналом ЭВМ, имеющим интерфейс, построенный по принципу общей шины и позволяющий подключить к каналу до 255 устройств. Блок сопряжения связан с блоком управления, представляющим собой микропрограммный автомат для выработки наборов импульсов, управляющих оперативным запоминающим устройством, предназначенным для посимвольного приема информации от блока клавиатуры, выдачи ее в блок печати и в мультиплексный канал через блок стандартного сопряжения. Блок клавиатуры предназначен для преобразования давления клавиш в определенные коды при вводе информации непосредственно оператором и связан с блоком управления с целью временной синхронизации работы и получения клавиатурой команд управления, а также с ОЗУ для передачи в него кодов символов, Оперативное запоминающее устройство в свою очередь свч с блокомпечати, предназначенным для регистрации информации в виде твердой копии 1.Использование устройства ЕС - 7077 в качестве средства оперативной связи в системах управления технологическим оборудованием предписывает обмен информацией в следующей последовательности. Оператор с помощью пишущей машины устройства ЕСвходит в обмен с управляющей программой по прерыванию ввода-вывода, последняя в свою очередь, получив директивы управления, входит в обмен с технологическим устройством для действий через мультиплексный канал. При одновременной, т. е. мультиплексной, работе нескольких технологических пультов такой режим обмена практически неприемлем для систем реального времени, поскольку устройство ЕСпри ожидании директивы оператора блокирует всю работу по мультиплексному каналу.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство отображения ЕС, содержашее блок стандартного сопряжения, предназначенный для связи с каналом по логическому и физическому интерфейсу, связанный с блоком управления и оперативным запоминающим устройством, предназначенным для приема информации от мультиплексного канала или от блока клавиатуры, хранения и выдачи информации в блок генератора знака. Последний предназначен для выработки импульсов подсветки луча электроннолучевой трубки при формировании символов и связан с блоком развертки, служашим для выработки сигналов, управляющих перемешением луча.По инициативе ЭВМ информация из канала связи при помощи блока управления записывается в ОЗУ, содержимое которого при помощи генератора знака и блока развертки постоянно отображается на экране электроннолучевой трубки. Информация, которую необходимо передать в ЭВМ, записывается в ОЗУ оператором с клавиатуры под управлением устройства управления. Записываемая информация также постоянно отображается на экране электроннолучевой трубки. По инициативе оператора устройство отображения выставляет запрос на обслуживание в канал связи, и ЭВМ начинает описывать информацию, выдаваемую пультом.В отличие от устройства ЕС, основанного на использовании пишушей машинки, устройство отображения ЕСобеспечивает возможность более быстрого отображения информации, а также ее полной или частичной корректировки оператором 2.Однако оба описанные устройства могут служить только для целей связи с программой, заложенной в ЭВМ, их применение в качестве устройств оперативной связи ограничивается программным управлением технологическим оборудованием, подключенным кмультиплексному или селекторному каналам связи с ЭВМ. Ввиду того, что в описанных устройствах связь функций управления и отображения предусмотрена только через мультиплексный канал, исключена возможность автоматической записи и отображения служебной информации непосредственно от узлов технологического оборудования и, тем самым, возможность управления с помощью устройства оперативной связи физическими процессами в технологическом оборудовании н критических ситуациях, требующих минимального времени реакции. Исключена также возможность быстрой и оперативной ручной записи служебной информации, необходимая в подобных ситуациях.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства оперативной связи.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для оперативной связи с управляющими программами, содержащее блок согласования сигналов, первые выходы которого соединены с первыми входами оперативного запоминающего устройства, первые выходы которого подключены к первым входам блока отображения и блока согласования сигналов, а вторые входы и выходы оперативного запоминающего устройства, блока согласования сигналов и блока ручного ввода информации соединены соответственно с первыми выходами и входами блока управления, введены коммутатор, блок автоматического ввода информации, включающий триггер записи, триггер чтения, триггер запроса внешнего устройства, пять формирователей, при этом первые входы коммутатора соединены с вторыми выходами блока ручного ввода информации, вторые входы через первый, второй, третий и четвертый формирователи блока автоматического ввода информации - с первой груп пой информационных входов устройства, первые выходы коммутатора - с третьими входами оперативного запоминающего устройства, третьи выходы которого и вторые выходы блока управления подключены к управляюшим выходам устройства, входы триггеров записи, чтения и запроса внешнего устройства блока автоматического ввода информации соединены с второй группой информационных входов устройства, третьи входы и вторые выходы коммутатора подключены соответственно к третьим выходам и вторым входам блока управления, третьи входы которого соединены с выходами триггеров записи, чтения и запроса внешнего устройства, вторые входы и выходы блока согласования сигналов соединены с магистральными шина ми канала прямого управления зо 15 20 25 3 О 35 40 45 5 О 55 Введение новых узлов и связей позволяет непрерывно отображать текугцую информацию, изменять ее с помощью блока ручного ввода, выдавать в ЦВМ по требованию оператора, производить автоматическую запись информации от контроЛируюшего устройства при непосредственном ее отображнии.На чертеже изображена функциональная схема устройства оперативной связи с управляюшими программами.Устройство содержит блок 1 ручного ввод, блок 2 автоматического ввода коммутатора 3, ОЗУ 4, блок 5 отображения, блок 6 управления, блок 7 согласования сигналов.В состав блока 1 ручного ввода входят триггер 8 чтения, управляюшие входы которого соединены с кнопкой на панели блока 1, а выход соединен с первой группой входов коммутатора 3, триггер 9 записи, управляюшие входы которого соединены с кнопкой на панели блока 1, а выход соединен с первой группой входов коммутатора 3, логический элемент 1 О, первый вход которого соединен с кнопкой на панели блока ручного ввода, второй вход соединен с выходом блока 6, а выход соединен с входом формирователя 11, выход которого соединен с входом блока 6.В состав блока 2 автоматического ввода входят триггер 12 записи, установочные входы которого соединены с технологическим пультом, а выход соединен с входом блока 6, триггер 13 чтения, триггер 14 запроса внешнего устройства, установочный вход которого соединен с выходом формирователя 15, сбросовый вход соединен с выходом блока 6, а выход соединен со входом блока 6, формирователь 15, вход которого соединен с технологическим пультом, формирователи 16 - 19 входы которых соединены с технологическим пультом, а выходы - со второй группой входов коммутатора 3.В состав коммутатора 3 входят логические элементы 20 - 33, первая группа входов которых соединена с выходами блока 1, вторая группа входов - с выходами блока 2, управляюшие входы соединены с выходами блока 6, а выходы - с входами ОЗУ 4 и блока 6.В состав ОЗУ 4 входят логические элементы 34 - 40, входы которых соединены с выходами коммутатора 3, выходами блока 6 и выходами блока 7, а выходы соединены со входом блока 6 и с управляющими, информационными и адресными входами накопителя 41, выходы которого соединены с технологическим пультом, входами блоков 7 и 5.В состав блока 5 отображения входят регистры 42 - 46 индикации, информационные входы которых соединены с информационными выходами ОЗУ 4, управляюшие входы соединены с выходами блока 6, а выходы соединены с индикаторными устройствами (светодиоды илн лампочки накаливания) на панели оператора.В состав блока 6 управления входят триггер 47 запроса, логические элементь: 5 о 15 20 25 30 35 40 45 50 55 48 - 54, входы которых соединены с выходами блоков 1, 2 и 7, формирователи 55 - 59, причем вход формирователя 55 соединен с инверсным выходом триггера 47, входы формирователей 56 и 57 соединены с выходами логических элементов 49 и 51 соответственно, вход формирователя 58 соединен.с одним из выходов коммутатора 3, вход формирователя 59 соединен с прямым выходом триггера 47, выходы формирователей соединены с управляющими входами блока 2, ОЗУ 4, блока 5, с технологическим пультом и выведены на индикацию; счетчик 60 адреса, один из управляющих входов которого связан с выходом логического элемента 54, а второй - с инверсным выходом формирователя 57, выход счетчика связан с одним из управляющих входов ОЗУ 4; управляемый дешифратор 61 адреса индикации, входы которого соединены с группой выходов ОЗУ 4, а выход - с группой входов блока 5.В состав блока 7 согласования входят усилители-приемники (УГ 1 М) 61 - 69, входы которых соединены с выходами блока 6 и ОЗУ 4, а выходы соединены с магистральными шинами канала прямого управления.Работа устройства оперативной связи с управляющей программой начинается с заполнения накопителя 41 управляющей информацией, Для этого оператор на переключателе .адреса (ПА) устанавливает нужный адрес, на тумблерах ШИр набирает нужную информацию и нажимает кнопку запись.Адрес, набранный на ПА, через элементы 22, 26 и 30 коммутатора 3 (при отсутствии запрещающих сигналов с элементов 47 и 48 блока 6) поступает на первый вход элемента 37 ОЗУ 4, а с его выхода - на адресный вход накопителя 41, а также на информационные входы дешифратора 61 блока 6.Информация, набранная на тумблерах блока ручного ввода, через элементы 23, 27 и 31 коммутатора 3 (при отсутствии запрещающих сигналов с элементов 47 и 48 блока 6) поступает на первый вход элемента 38 ОЗУ 4, а с его выхода - на информационные входы накопителя 41. Нажатие кнопки Запись вызывает установку триггера 9, сигнал с выхода которого через элементы 21, 28 и 32 коммутатора 3 поступает (при отсутствии запрещающих сигналов со схем 47 и 48 блока 6) на первый вход логического элемента 39 ОЗУ 4, а с его выхода - на управляюший вход накопителя 41.Для вывода на индикацию содержимого любой ячейки накопителя 41 в блоке 5 предназначен регистр 42, информационные входы которого подключены к выходам накопителя 41.При нажатии оператором кнопки Чтоисустанавливается триггер 8, сигнал с выхода которого через логические элементы 20, 29 и 33 коммутатора 3 поступает на первый вход элемента 40 ОЗУ 4, а с его выхода - на55 управляющий вход накопителя 41, что вызывает появление на его выходах информации, находящейся по данному адресу (тракт передачи адресной информации из блока ручного ввода описан выше). Одновременно сигнал с выхода логического элемента 20 коммутатора 3 поступает в блок 6 на вход формирователя 58, с выхода которого сформированный по времени и по длительности сигнал поступает на управляющий вход регистра 42 блока 5. Тем самым, читаемая по набранному на ПА адресу информация записывается в регистр текущей информации и высвечивается на элементах индикации.Выполнив операции записи в ОЗУ, оператор с блока 1 устанавливает связь с управляющей программой. Для этого нажатием кнопки Пуск (при отсутствии блокирующего сигнала из блока 6) посылается сигнал на элемент 10 блока 1, с выхода которого сигнал поступает на вход формирователя 11, а с выхода последнего - на первый вход элемента 53 блока 6. Сигнал с его выхода устанавливает триггер 47, сигнал с прямого выхода которого поступает через формирователь 59 на вход УПМ 67, а с выхода последнего через магистральную шину внешнего сигнала - в канал прямого управления. Кроме того, сигнал с прямого выхода триггера 47 поступает на вход УПМ 68, выход которого подключен к магистральной шине внешней блокировки, а через нее - и ко входу УПМ 63, а также сигнал с прямого выхода триггера 47 через формирователь 59 снимает блокировку с УПМ 69, тем самым логически подключает к его входам информационные выходы накопителя 41 ОЗУ 4. Кроме того, сигнал с прямого выхода триггера 47 поступает на вторые входы логических элементов 34, 35 и 36 ОЗУ 4, разрешая прохождение информации от блока 7 на первый вход элемента 35 и от блока 6 на первые входы элементов 34 и 36, а также логически подключает к входам элементов 51 и 52 блока 6 выходы УГ 1 М 64 - 66, входы которых соединены с магистральными шинами канала прямого управления.Инверсный сигнал с выхода триггера 47 поступает на вторые входы элементов 30 - 33 коммутатора 3, тем самым блокируя прохождение информации от блоков 1 и 2 на время обращения к управляющей программе, а также поступает в технологический пульт для сообщения о занятости оперативного запоминающего устройства 4, и на второй вход элемента 40 ОЗУ 4, а с его выхода - на управляющий вход накопителя 41. После установления связи с управляющей программой путем посылки сигнала внешнего прерывания в канал прямого управления осуществляется чтение и запись информации в накопитель 41 ОЗУ 4, для чего по каналу прямого управления выходы УПМ 69 считываются в память машины, а для пе 1 О 15 20 25 Зо 35 40 45 50 реключения адреса ОЗУ, поступающего сосчетчика 60 блока 6, посылаются сигналына вход УПМ 64 и 65, что вызывает записьинформации, поступающей на вход УПМ 63из памяти машины, и по концу сигнала записи осуществляется переключение счетчика 60 в блоке 6.Для окончания связи управляющая программа посылает сигналы на УПМ 65 и 66,с выходов которых через логические элементы 52 и 54 сбрасывается триггер 47.При установлении связи с управляющейпрограммой от блока 2 последний получаетзапрос от технологического пульта черезформирователь 15 и запоминает его на триггере 14, При свободном канале прямого управления (отсутствует блокирующий сигналс выхода элемента 50 блока 6) выходнойсигнал триггера 14 через элементы 49, 56 и53 вызывает установку триггера 47. Дальнейшая работа блока управления и управляющей программы аналогична описанной выше.По окончании связи инверсный сигнал с триггера 47 через формирователь 55 блока 6 сбрасывает триггер 14 и поступает в технологический пульт для сообщения об окончании связи с управляющей программой.При записи информации в ОЗУ 4 из блока 2 устанавливается триггер 12 в блоке 2(его управляющие входы соединены с технологическим пультом), сигнал с выхода которого поступает в блок 6 на первый входэлемента 48, что вызывает логическое отключение первой группы входов коммутатора 3 от блока 1 и логическое подключениевторой группы входов коммутатора 3 к блоку 2,Адресная информация поступает из технологического пульта через формирователь 16на вход элемента 24 коммутатора 3. Управляющая информация через формирователь18 поступает на элемент 28 коммутатора 3,Записываемая информация поступает из технологического пульта через формирователь 17 на вход элемента 25 коммутатора 3.Дальнейшее прохождение адресных управляющих и информационных сигналов аналогично ручному вводу.При считывании информации в технологический пульт устанавливается триггер 13, ауправляющий сигнал чтения через формирователь 19 поступает на вход элемента 29коммутатора 3. Накопитель 41 ОЗУ 4 выполнен на микросхемах 155 РУ 2 и имеет объем 16 восьми- разрядных слов. Для оптимального использования он разбит на 4 поля по функциональному назначению; поле режима работы, поле контроля, поле управления, поле связи. Для оптимального отображения содержимого ОЗУ на индикацию подаются только первые слова этих полей, несущие более общую информацию (остальные слова полей имеют уточняющий характер). Вследствие этого вблоке 5 имеются 4 регистра 43 - 46 1 выполненные на микросхемах 155 ТМ 2), информационные входы которых соединены с выходами накопителя 41 ОЗУ 4.При поступлении на управляющий вход записи накопителя 41 сигнала от любого источника, сигнал поступает в блок 6 на дешифратор 61, и если адрес, поступающий из ОЗУ 4, принадлежит четырем вышеизло;.,енным, вырабатывает сигнал управления, который управляет занесением в один из четырех регистров индикации блока 5 информации, записанной по данному адресу.Таким образом, введение в устройство оперативной связи блока автоматического ввода и коммутатора позволяет в необходимый момент времени производить запись информации непосредственно от узлов технологического оборудования и отображать ее на блоке отображения, информируя оператора о критических ситуациях и необходимости выполнения определенных действий, а также устанавливать оперативную связь с управляющей программой путем посылки сигнала внешнего прерывания в канал прямого управления. Кроме того, связь ОЗУ с технологическим пультом позволяет использовать информацию, хранящуюся в ОЗУ, в качестве управляющей для технологического пульта, причем эта информация может быть записана как оператором, так и управляющей программой при установлении с ней свя зи.Предлагаемая конструкция устройства оперативной связи управляющей программой дает возможность увеличить гибкость управления и расширить функциональный набор операций, выполняемых на каждом технологическом пульте многопостовой системы.Таким образом, предлагаемое устройство оперативной связи с управляющими программами обеспечивает широкую возможность применения ЭВМ единой системы для управления различными нестандартными технологическими устройствами (станки с числовым программным управлением, стендовое оборудование для контроля электронных и цифровых блоков, приборов, систем, автоматические склады, автоматические линии, лакокрасочные работы и т. п.) и исключает необходимость в переделках управляющих программ, таких как системная программа Супервизор при подключении новых типов технологических устройств или изменении их количества. При этом сохраняются все обширные возможности математического обеспечения ЕС ЭВМ. При недогрузке ЭВМ на вычислительных центрах предприятий или отсутствии необходимого количества стандартных внешних устройств для работы в трех разделах памяти программы управления системой технологических пультов с устройствами оперативной связи возможно запускать в любом из разделов переднего плана, При этом процессор работает в режиме мультипрограммирования, решая задачи управления в любом из разделов переднего плана, не мешая решению задач в других разделах.10Формула изобретенияУстройство оперативной связи с управляющими программами, содержащее блок сог 15ласования сигналов, первые выходы которого соединены с первыми входами оперативного запоминающего устройства, первые выходы которого подключены к первым входамблока отображения и блока согласованиясигналов, а вторые входы и выходы опера 20 тивного запоминающего устройства, блокасогласования сигналов и блока ручного ввода информации соединены соответственно спервыми выходами и входами блока управления, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены коммутатор и блокавтоматического ввода информации, включающий триггер записи, триггер чтения, триггер запроса внешнего устройства, пять формирователей, при этом первые входы коммуз 0 татора соединены с вторыми выходами блока ручного ввода информации, вторые входычерез первый, второй, третий и четвертыйформирователи блока автоматического ввода информации - с первой группой информационных входов устройства, первые выхоЗ 5 ды коммутатора - с третьими входами оперативного запоминающего устройства,третьи выходы которого и вторые выходыблока управления подключены к управляющим выходам устройства, входы триггеров40записи, чтения и запроса внешнего устройства блока автоматического ввода информации соединены с второй группой информационных входов устройства, третьи входыи вторые выходы коммутатора подключенысоответственно к третьим выходам и вторым45 входам блока управления, третьи входы которого соединены с выходами триггеров записи чтения и запроса внешнего устройства,вторые входы и выходы блока согласованиясигналов соединены с магистральными шинами канала прямого управления.50Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Техническое описание наустройствоЕС, Е 13,042.001 ТУ, 1976.2. Техническое описание на устройствоЕС, Е 13, 045,001 ТУ, 1978 (прототип).Составитель ЕТехред И. ВерТираж 731осударственного ком изобретений иа, Ж - 35, Раушсатент, г. Ужгород ИПИ Г по делаМоскв ППП П рсобина Корректор В. Бутяг Подпн сное митета СССРоткрытийая наб., д. 4/5ул. Проектная, 4