Программное задающее устройство

) С 05 В 19/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ СССР РЫТ АНИ ИЗОБРЕТЕН видктельс(21) 371 (22) 05. (46) 07. (71) Все 229/24-24 1.841.86, Бюл,оюзный науинститут н равокри о- иссл дова рибо ки мическои обройство содерраммы, блокпервый сумма лов и т ь таллов. Уст задания про ого научноъединения "Бурстроения производ вестник" енинградс венного о памятитор, бторой читател ма В.Калли онов Г умножи сравнения, тор, цифро тель, блок ния, источ н, Ро в, .П разоваговыи пнения,остоянн вл.8)етельство В 19/02, 1 ельство СС В 19/405,ССР 79. аторов,нного е св С 0 видетС 05ОЕ ЗАДАие от импульсных ях пита устро помех ОИСТВО ится к средст) Н,М.Гонч) ПРОГРАММИзобрет вам программного регулированитехнологических параметров ибыть использовано в системах ия процессами получ ение первого и второго суумножителя, источника пост ока позволяет повысить на ва при воздеистви аварийных отключе35 40 Ф 51 55 Изобретение относится к средствам программного регулирования технологическими параметрами и может быть использовано,например, в системах управления процессами получения монокристаллов и термической обработки металлов.Цель изобретения - повышение надежности устройства при воздействии импульсных помех и аварийных отключениях питания.На фиг. 1 дана блок-схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока задания программ, на Фиг, 3 - функциональная схема таймера; на фиг. 4 - блок-схема алгоритма блока управления; на фиг. 5 временная диаграмма функционирования блока управления.Устройство содержит блок 1 задания программы, блок 2 памяти, вычитатель 3, первый сумматор 4, блок 5 сравнения, умножитель 6, второй сумматор 7, цифроаналоговый преобразователь 8, таймер 9, блок 10 управления, источник 11 постоянного тока.Блок 1 задания программ содержит клавиатуру 12, первый счетчик 13 импульсов, мультиплексор 14, буферный регистр 15, первый генератор 16 импульсов. Таймер 9 содержит второй счетчик 17 импульсов, второй генератор 18 импульсов.1 Устройство работает следующимобразом.Перед началом работы программного задающего устройства операторвводит технологическую программучерез блок 1 задания программ, которая запоминается в блоке 2 памяти, Технологическая программа представляет собой заданную кусочнолинейную зависимость регулируемогопараметра от времени, Технологическая программа задается в координатах уровень-время и характеризуется параметрами участков ее составляющих. Для участков подъема и снижения указывается величина интерва"ла времени (скорость), знак изменения и уровень которого должен достигнуть выходной сигнал устройствак концу участка. Для участков выдержки указывается длительностьинтервала выдержки, а уровень сохра-няется равным достигнутому на предыдущем участке. 5 1 О 15 2 О 25 ЗО При вводе оператором технологической программы данные о параметрах участков с выхода блока 1 задания программ поступают на информационный вход блока 2 памяти. Одновременно с управляющего выхода блока 1 задания программ поступает команда на блок 10 управления, По этой. команде блок 10 управления формирует на адресном выходе код адреса и сигнал записи. По сигналу записи в блоке 2 памяти осуществляется запись данных с информационного входа по адресу на адресном входе.Реализация технологической программы начинается после подачи на таймер 9 команды запуска,По команде запуска таймер 9 начинает отсчет времени от начала реализации технологической программы, причем его функционирование не может быть нарушено иначе, чем повторным запуском технологической программы, т.е. сознательным действием оператора.Для определения величины выходного сигнала программного задающего устройства осуществляется определенная последовательность работа вхо,дящих в него блоков. На первом этапе определяется но.мер текущего участка и вычисляется текущее время этого участка. Для этого с помощью вычитателя 3 определяется разность между содержимым таймера 9 и первоначальным (нулевым) содержанием сумматора 4. Содержимое таймера 9 - уменьшаемое, содержимое сумматора 4 - вычитаемое. Затем иэ блока 2 памяти программ считывается информация - число, соответствующее длительности первого участка, и засыпается в первый сумматор 4. Для этого с блока 10 управления на блок 2 памяти поступает команда чтения и адрес ячейки, в которой хранится информация о длительности первого участка, Эта информация Формируется на выходе блока 2 памяти и по управляющему сигналу с блока 10 управления прибавляется к содержимому первого сумматора 4.По команде от блока 10 управления блок 5 сравнения сравнивает содержимое таймера 9 и сумматора 43и сигнал о результате сравнения выдает на блок 10 управления,Если содержимое таймера 9 боль,ше содержимого сумматора 4, то по управляющему сигналу от блока 10 управления дается команда на определение вычитателем 3 разности между содержимым таймера 9 и сумматора 4.Затем из блока 2 памяти считывается число, соответствующее длительности второго участка технологической программы, и складывается с содержимым первого сумматора 4. Для этого с блока 10 управления на блок 2 памяти поступает команда чтения и адрес ячейки, в которой хранится информация о длительности второго участка. Эта информация формируется на выходе блока 2 памяти и по управляющему сигналу с блока 10 управления прибавляется к содержи" мому сумматора 4.Если содержимое таймера 9 остается большим содержимого первого сумматора 4, то повторяется описанная последовательность работы блоков, т.е. вычитатель 3 определяет разность между содержимым таймера 9 и содержимым сумматора 4, в первый сумматор 4 добавляется число, соответствующее длительности следующего участка, блок 5 сравнения сравнивает содержимое таймера 9 и ,сумматора 4.Указанная последовательность продолжается до тех пор, пока блок 5 сравнения не выдаст сигнал о том, что содержимое таймера 9 меньше содержимого первого сумматора 4.При этом определяется номер текущего участка технологической программы, а в вычитателе 3 содержится число, соответствующее текущему времени этого участка. Сумматор 4 устанавливается в нулевое состояние.На втором этапе определяется выходной сигнал программного задающего устройства,Для участков подъема и снижениятехнологической программы выходной сигнал вычисляется умножением текущего времени участка на значение заданной скорости и суммированием результата умножения с уровнем выходного сигнала, достигнутым на предыдущем участке, 1203486 Значение заданной скорости длятекущего участка считывается изблока 2 памяти и в умножителе 6умножается на величину текущеговремени участка. Для этого с блока ф10 управления на блок 2 памяти поступает команда чтения и адрес ячейки, в которой хранится информацияо заданной скорости для текущегоучастка технологической программы.Эта информация появляется на выходе блока 2 памяти и по управляющему сигналу с блока 10 управленияумножается в умножителе 6 на значение текущего времени участка, содержащегося в вычитателе 3,Результат умножения складываетсяв сумматоресо значением уровнявыходного сигнала предыдущего участка, которое считывается из блока2 памяти. Для этогос блока 10 управления на блок 2 памяти поступаеткоманда чтения и адрес ячейки, вкоторой хранится информация о достигнутом на предыдущем участкеуровня, Эта информация появляетсяна выходе блока 2 памяти и по управляющему сигналу с блока 10 управления складывается во втором сумматорес результатом, полученнымв умножителе б.Вычисленное таким образом значение выходного сигнала в цифроаналоговом преобразователе 8 преобразуется в аналоговый сигнал и является выходным сигналом программногозадающего устройства.Для участков выдержки заданноезначение скорости равно нулю, поэ-,тому результат умножения в умножителе б тоже равен нулю и, следова-,тельно, сумматорвыдает в течениевсего участка выдержки постоянныйуровень выходного сигнала, равныйконечному уровню на предыдущемучастке. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5055 Ввод технологической программы осуществляется с помощью клавиатуры 12 (фиг. 2). Код нажатой клавиши записывается в буферный рагистр 15 следующим образом. Гечератор 11 формирует импульсы, которые поступают на счетный вход счетчика 13. Двоичный код с выхода счетчика 13 поступает одновременно на мультиплек" сор 14 (вход Я, У) и на буферный регистр 15 (вход П) . Изменяющийся код с выхода счетчика 13 последователь 4но опрашивает входы А мультиплексора 14, к которым подключена клавиатура и, таким, образом, коммутируетсостояние клавиши (нажата или ненажата) на выход мультиплексора.Сигнал нажатой клавиши появляетсяна выходе мультиплексора 14 при появлении соответствующего кода на еговходах Б, И. По сигналу с выходамультиплексора осуществляется записьв буферный регистр 15 кода с выходасчетчика 13, который интерпретируется как информация о вводимых параметрах технологической программы,Одновременно сигнал с выхода мультиплексора 14 поступает на блок 10 управления.В таймере (фиг. 3) импульсы свыхода генератора 18, стабилизированного кварцевым резонатором, поступают на вход счетчика 17. Выходсчетчика 17 представляет собой текущее время для технологической программы,Умножитель может быть реализован,например, на базе микропроцессорного комплекта серии К 580 или по общеизвестной схеме с сумматором и регистрами, в которой умножение выполняется путем сдвигов и накоплений частичных произведений.Сумматор, вычитатель и блок сравнения могут быть построены на базестандартных логических элементов,например, серии ТТЛ (серия 155).1 20 25 Блок управления может быть реализован как блок микропрограммного45 управления, В качестве элементнои базы блока управ, пения могут использоваться микропроцессорные комплекты. Структурная схема блока управления в этом случае типовая. Блок управления выполняет свои функции по программе, записанной в постоянное запоминающее устройство.Алгоритм функционирования блока управления (фиг, 4) предусматривает циклическое выполнение последовательности операций формирования сигналов управления блоками программного задающего устройства,Блок 2 памяти. может быть выполнен на интегральных микросхемах 537 серии (КР 537 РУ 2 А), отличительной40 особенностью которых является малая мощность потребления,Алгоритм состоит из основногоцикла и внутреннего цикла,При реализации внутреннего циклаалгоритма блок управления выдаетсигналы последовательно на вычитатель 3, блок 2 памяти, сумматор 4,блок 5 сравнения, Далее блок управления анализирует ответный сигналот блока 5 сравненияЕсли сигналот блока 5 сравнения равен логическому "О", блок управления формирует ту же последовательность сигналов управления.Таким образом, реализуется внутренний цикл алгоритма, в результате чего определяется номер текущегоучастка технологической программыФи текущее время этого участка.Если сигнал от блока 5 сравненияравен логической "1", блок управления формирует сигналы управленияна блок 2 памяти, умножитель 6, сумматор 7. Таким образом, реализуется основной цикл алгоритма, в результате чего определяется выходнойсигнал программного задающего устройства.Алгоритм работы блока управленияпредполагает циклическое повторениеописанной процедуры,На фиг. 5 показана последовательность управляющих сигналов, которые блок управления посыпает в управляемые им блоки программного задающего устройства.Сначала блок управления вырабатывает сигналы управления, поступающие последовательно на вычитатель 3, блок 2 памяти, сумматор 4, блок 5 сравнения. Эта последовательность сигналов управления реализует внутренний цикл алгоритма работы блока управления и повторяется до тех пор, пока с блока 5 сравнения в блок 10 управления не поступит сигнал, свидетельствующий о превышении содержимого сумматора 4 над содержимым таймера 9.После появления сигнала от блока 5 сравнения в блоке 10 управления реализуется основной цикл алгоритма работы: дважды формируются сигналы управления для блока 2 памяти, для умножителя 6 и сумматора 7.В устройстве процедура вычисления выходного сигнала может осу 1203486ществляться с необходимой частотой,В этом случае искажение выходногосигнала устройства, вызванное случайными помехами, будет кратковременным и не вызовет заметного ухудшениякачества технологического процесса.Для исключения потери информациив блоке 2 памяти и таймере 9 приисчезновении напряжения питания онизапитываются от резервного источника питания, в качестве которогомогут использоваться аккумуляторили химический элемент тока,Формула изобретенияПрограммное задающее устройство, содержащее, цифроаналоговый преобразователь, блок памяти, подключенный информационным входом к информационному выходу блока задания программ , блок управления, соединенный первым выходом с управляющим входом вычитателя, вторым выходом - с управляющим входом блока сравнения, третьим выходом - с управляющим входом блока памяти, четвертыми выходами - с адресными входами блока памяти, первым входом - с управляющим выходом блока задания программ,а вторым входом - с выходом блокасравнения, подключенного первыминформационным входом к первомуинформационному входу вычитателя и 5 к выходу таймера, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышениянадежности, в него введены первыйсумматор, источник постоянного тока, умножитель и второй сумматор, 1 О подключенный выходом к входу цифроаналогового преобразователя, первыминформационным входом - к выходуумножителя, а вторым информационнымвходом - к выходу блока памяти, к 15 первому информационному входу умножителя и к входу первого сумматора,связанного выходом с вторым информационным входом блока сравнения ис вторым информационным входом вычи тателя, подключенного выходом квторому информационному входу умножителя, причем пятый, шестой и седьмой выходы блока управления соединены с управляющими входами, соот ветственно, второго сумматора, умножителя и первого сумматора, авыход источника постоянного тока -с входами питания таймера и блокапамяти."Патент илиал жгород, ул, Проектна Тираж 862 ИИПИ Государственноо делам изобретен Москва,Ж, Рау Подписноо комитета СССРй и открытийская наб., д 5