Многоканальное устройство для программного управления технологическими процессами

(088,8)свидетельство СССР С 05 В 19/18, 1981 идетельство СССР С 05 В 19/18, 1983 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К А ВТОРСКОМ,/ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ(57) Изобретение касается программного управления технологическими процессами, относится к промьппленнойавтоматике и вычислительной технике иможет найти применение при организации мультипрограммной работы вычислительных машин и систем, в программируемых контроллерах, АСУ технологическими процессами, станках с числовым программным управлением. Цельюизобретения является повышение гибкости формирования команд управления.Устройство содержит три запоминающихблока, блок выдачи импульсов управления, блок коммутации, два компаратора, два регистра адреса, счетчикимпульсов, дешифратор, триггер запуска, генератор тактовых импульсов,пять элементов И, блок элементов ИЛИ.Изобретение при использовании даетположительный эффект, заключающийсяв расширении области применения засчет формирования различных длин ко"манд управления, а также за счет сокращения потребного объема памяти наоснове дифференциального храненияпараметров команд управления. 3 з.п.ф-лы, 5 ил,509 5 10 15 го 25 30 35 40 45 50 55 1 1361Изобретение относится к промьппленной автоматике и вычислительной технике и может найти применение приорганизации мультипрограммной работывычислительных машин и систем, впрограммируемых контроллерах АСУ технологическими процессами, станках с,.числовым программным управлением,Целью изобретения является повышение гибкости формирования командуправления.На фиг,1 представлена функциональная схема многоканального устройства для программного управления технологическими процессами; на Фиг.2 -функциональная схема первого (второго) коммутатора; на фиг.3 - функциональная схема блока коммутации; нафиг,4 - функциональная схема блокавыдачи импульсов управления; нафиг.5 - временная диаграмма работыустройства.Многоканальное устройство дляпрограммного управления технологическими процессами (фиг.1) содержитпервый запоминающий блок 1, второй 2и третий 3 запоминающие блоки, первый4 и второй 5 регистры адреса, первый6 и второй 7 регистры, первый 8 ивторой 9 коммутаторы, блок 1 О коммутации, блок 11 вьдачи импульсовуправления, триггер 12 запуска, генератор 13 тактовых импульсов, счетчик14 импульсов, дешифратор 15 с первогопо седьмой элементы И 16-22, блокэлементов ИЛИ 23, информационный вход24 устройства, управляющий вход 25устройства и выходы устройства 26.126.п (где и - число каналов управления),Первый 8 (второй 9) коммутатор(фиг2) содержит дешифратор 27, игрупп блоков элементов И 28,1-28,п -30.1-30.п, группу блоков элементовИЛИ 31.1-31,п.Блок 10 коммутации (Фиг3) содержит группу дешифраторов 32.1-32.п,группу блоков элементов И 33.1-33.п,группу элементов ИЛИ 34.1-34.п.Блок 11 вьдачи импульсов управления (Фиг.4) содержит блок счетчиков 35.1-35.п, блок элементов ИЛИ36.1-36.п, группу блоков элементовИ 37.1-37.п, блок элементов И 38.138.п и элемент ИЛИ 39.Рассмотрим работу многоканальногоустройства для программного управления технологическими процессами. В исходном состоянии элементы памяти устройства (за исключением разряда . второго регистра адреса, определяющего признак конца программы управления) находятся в нулевом состоянии.Сущность изобретения состоит в расширении области применения устройства за счет расширения функциональных возможностей путем формирования сигналов управления с произвольными моментами начала и длительностью и путем повышения гибкости модификации программ выходных управляющих последовательностей. Программа выдачи импульсов управления формируется в течение такта времени. Такт управления разбивается на микротакты.Длительность импульсов управления кратна микротакту,В многоканальном устройстве" для программного управления реализуются следующие дисциплины выдачи импульсов управления:формирование импульсов осуществляется в фиксированных микротактах;Формирование импульсов с произвольной длительностью в Фиксированных микротактах для всех импульсных последовательностей;формирование импульсов с произвольной длительностью и произвольным моментом начала в пределах такта,Многоканальное устройство для программного управления технологическими процессами имеет два уровня: адресный и операционный. Адресный уровень управляет операционным. В свою очередь, в операционном уровне программы управления в виде кодов импульсных последовательностей хранятся в двух запоминающих блоках для раздельного хранения атрибутов (параметров) импульсов-моментов начала вьдачи импульсов и их длительности. Такое кодирование позволяет уменьшить требуемый объем памяти ввиду исключения повторяющихся кодов. В запоминающем блоке адресного уровня хранятся адреса соответствующих атрибутов, а также коды настройки, которые позволяют выдать импульсную последовательность на соответствующий выход (канал) устройства Работа устройства начинается путем подачи на информационный вход 24 (фиг.1) кода, определяющего начальный адрес программы вьдачи импульсной последовательности.При подаче сиг13615 нала с входа 25 на начало работы триггер 12 запуска устанавливается в единичное состояние и разрешает тем самым формирование тактовых импульсов с выходов генератора 13. По первому тактовому импульсу с выхода генератора 13, поступающему через элемент И 6 на синхронизирующий вход регистра 4 адреса, информация с входа 10 24 через блок элементов ИЛИ 23 заносится в регистр 4 адреса, вторым тактовым импульсом происходит обращение к запоминающему блоку 1, инфор, мация с выходов которого по третьему 15 тактовому импульсу заносится в регистр 5 адреса.Регистр 5 адреса содержит пять полей и метку-признак. Первое поле ре-: гистра 5 адреса содержит информацию 20 об адресе очередной импульсной последовательности (в частном случае она может быть начальным адресом программы - в этом случае устройство работает в однопрограммном режиме). Во вто ром и четвертом полях содержится адресная информация второго 2 и третьего 3 запоминающих блоков для считывания информации о параметрах кодов начала вьдачи импульса по соответ ствующему каналу и параметров длительности импульсов. Третье и пятое поля предназначены для хранения кодов настройки. По четвертому тактовому импульсу с выхода генератора 13 через элемент И 19 происходит обращение к запоминающим блокам 2 и 3. По пятому тактовому импульсу информация с выходов запоминающих блоков 2 и 3 заносится в первый 6 и второй 7 ре гистры.По метке-признаку наличия импульсной последовательности регистра 6 открывается элемент И 21 и импульсы с выхода генератора 13 с частотой, 45 определяемой длительностью микротакта, заполняют счетчик 14. Счетчик 14 совместно с дешифратором 15 образуют распределитель импульсов. Сигналы с выходов дешифратора 15 опре- бО деляют последовательность (номера) микротактов и производят опрос полей регистра 6 через коммутатор 8 на блоке 10 коммутации. В полях регистра 6 хранятся коды начала импульсов программы управления. При совпадении микро- такта с выхода дешифратора 15 с кодом начала импульса по определенному каналу, на соответствующем выходе 094группы элементов ИЛИ 34.1-34.п блока .10 коммутации (Фиг.З) появляется сигнал начала импульса, Сигналы начала импульсов в определенном микротакте с выхода блока 10 коммутации открывают блок элементов И 37.1 ( = 1,п) блока 11 выдачи импульсов управления (фиг.4). Через соответствующий блок элементов И 37, с полей второго ре- гистра 7 через коммутатор 9 информа-ция кодов длин импульсов заносится в счетчики 351-35.п, начавшихся в данном микротакте. В результате состояние соответствующего счетчика бу-, дет отличным от нулевого и на выходе элемента ИЛИ 36. появляется единичный сигнал, Этот сигнал, во-первых, выдается в соответствующий канал (вы,ход) устройства 26., во-вторых, разрешает прохождение тактовых импуль,сов через элемент И 38. на вычитающий выход соответствующего счетчика 35,х и, в-третьих, на выходе элемента ИЛИ 39 формируется сигнал, разрешающий поступление тактовых импульсов с выхода генератора 13 через элементы И 21 и 22 на синхронизирующий вход блока 11 выдачи импульсов управления. Кроме того, управляющий сигнал с выхода элемента ИЛИ 39 блока 11 вы" дачи импульсов управления (фиг.4) поступает.на инверсные входы элемен-г тов И 16-20 и запрещает тем самым прохождение через них тактовых импульсов с выходов генератора 13 на формирование очередной импульсной последовательности. С началом выполнения программы открывается элемент И 22 и на вычитающие входы счетчиков 35.1-35.п блока И вьдачи поступают импульсы с генератора 13, которые изменяют состояние кодов соответствующих счетчиков по мере изменения номера микротакта, Выходной сигнал в канал устройства 26. ( = 1, п) выдается до обнуления соответствующего счетчика, После обнуления блока счетчиков 35,1-35.п сигнал логического нуля на выходе элемента ИЛИ 39 разрешает через элементы И 16-20 формирование очередной импульсной последовательности. Далее устройство Функционирует аналогично рассмотренному.Первый 8 и второй 9 коммутаторы осуществляют перестроение (Фиг.2) кодов полей регистров 6 и 7. Такое оперативное использование кодов одних полей с последующим их использо 1361509ванием для других каналов позволяет уменьшить объем запоминающих блоков 2 и 3, и, следовательно, увеличить функциональную надежность устройства.При необходимости закончить выдачу импульсов управления, на В-вход триггера 12 запуска подается импульс, по которому триггер 12 переходит в нулевое состояние, тем самым запрещая формирование тактовых импульсов на выходах генератора 12 (цепи обнуления элементов памяти устройства не показаны), Кроме того, окончание выдачи программы формирования импульсных последовательностей может быть задано программным способом на основе задания метки-признака окончания работы устройства. На этом устройство заканчивает работу.Таким образом, многоканальное устройство для программного управления технологическими процессами обладает более гибкой организацией формирования команд управления и широкими функциональными возможностями, а следовательно, и более широкой областью применения за счет:формирования различных длин импульсных последовательностей;формирования импульсных последова.тельностей с перекрытием;использования одних и тех же программ для их последующей выдачи в любой из и каналов;простоты модификации программ.Кроме того, распределенное хране. ние программ импульсных последовательностей позволяет сократить потребный объем памяти.Так, для хранения программ управления в известном устройстве потребный объем памяти определяется выражениемигде Б - число импульсных последовательностей в х-й программе(з.=1, К);и р - разрядность управляющегослова.кПричем п, = 1 1 ое (е,)ем+1,чс 1где ш - максимальная длина кода начала выдачи импульса; 1 - максимальная длина кора длительности импульса. еВ общем случае ш = 1, и тогда имеется определенная избыточность за счет наличия повторяющихся кодовВ данном устройствеки, =р;(11 оя,(е+Ь)еи.с+1 Ы,к кгде а = (И; - ,) (у );1 с )счЬ= (И, -б,);с о:Я - число повторяющихся кодовначал импульсов в -й программе;бо - число повторяющихся кодовдлин импульсов в о -й программе.Очевидно, что Ж,Ъ20 Формула изобретения1. Многоканальное устройство дляпрограммного управления технологическими процессами, содержащее запоминающий блок, блок выдачи импульсовуправления, регистр адреса, первый ивторой регистры, генератор тактовыхимпульсов, блок элементов ИЛИ, семьэлементов И, счетчик импульсов и де- ЗО шифратор, информационный вход устройства соединен с первым входомблока элементов ИЛИ, выход которогосоединен с информационным входомрегистра адреса, выход регистра ад реса соединен с информационным входомзапоминающего блока, выходы блокавыдачи импульсов управления соединены с выходами устройства, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 40 повьппения гибкости формирования команд управления, в него введены триггер запуска, второй и третий запоминающие блоки, второй регистр адреса,первый и второй коммутаторы и блок 45 коммутации, причем выход первого запоминающего блока соединен с информационным входом второго регистра адреса, выход первого поля которогосоединен с вторым входом блока элемен- БО тов ИЛИ, первый вйход генераторатактовых импульсов соединен с прямымвходом первого элемента И, выходкоторого соединен с синхронизирующимвходом первого регистра адреса, 5 б второй выход генератора тактовых им- пульсов соединен с прямым входом второго элемента И, выход которого соединен с управляющим входом первогозапоминающего блока, третий выходгенератора тактовых импульсов соединен с прямым входом третьего элемента И, выход которого соединен с синхронизирующим входом второго регистра адреса, выход второго поля которого соединен с информационным входом запоминающего блока, четвертый выход генератора тактовых импульсов соединен с прямым входом четвертого эле мента И, выход которого соединен с управляющими входами второго и третьего запоминающих блоков, пятый выход генератора тактовых импульсов соединен с прямым входом пятого элемен Б та И, выход которого соединен с синхронизирующими входами первого и второго регистров, выход второго запоминающего блока соединен с информационным входом первого регистра, выходы щ полей которого соединены с соответствующими информационными входами первого коммутатора, вход настройки которого соединен с выходом третьего поля второго адреса, выход четвертого 25 поля которого соединен с информационф ным входом третьего запоминающего блока, выход которого соединен с информационным входом второго регистра, выходы полей второго регистра соеди иены с соответствуищими информационными входами второго коммутатора, вход управления которого соединен с выходом пятого поля второго регистра адреса, выходы первого коммутатора соединены с соответствующими информационными входами блока коммутации, выходы второго коммутатора соединены с соответствующими информационными входами блока выдачи импульсов управления, управляющие входы которого соединены с соответствующими выходами блока коммутации, выход метки- признака первого регистра соединен с первым входом шестого. элемента И, 45 выход которого соединен с суммирующим входом счетчика и первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с синхронизирующим входом блока выдачи импульсов управления, управляющий выход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И и инверсными входами первого, второ-, го, третьего, четвертого и пятого элементов И, шестой выход генератора 55 тактовых импульсов соединен с вторым входом шестого элемента И,. выход дешифратора соединен с управляющим вхо.- дом блока коммутации. 2. Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что первый (второй)коммутатор, содержит дешифратор, п1 рупп элементов И (где и - количество выходов устройства), группу из иблоковэлементов ИЛИ, причем -й( = 1, п) информационный вход первого (второго) коммутатора соединенс информационным входом соответствующей группы блоков элементов И, уп 1 ивляющий вход первого (второго) коммутатора соединен с входом дешифратора, выходы которого соединены суправляющими входами блоков элементовИ соответствующих групп, выход -гоблока элементов И )-й группы (,)1, п) соединен с 1-м входом -гоблока элементов ИЛИ группы, выходыкоторой соединены с выходами первого(второго) коммутатора.3, Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок коммутации содержит группу дешифраторов,группу блоков элементов И, группуэлементов ИЛИ, причем финформационные входы блока коммутации соединеныс входами группы дешифраторов, выходыкоторой соединены с первыми входамигруппы блоков элементов И, управляющий вход блока коммутации соединен свторыми входами группы блоков элементов И, выходы которой соединеныс входами группы элементов ИЛИ, выходы группы элементов ИЛИ соединеныс выходами блока коммутации,4. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок выдачи импульсов управления содержит блок счетчиков, блок элементов И, блок элементов ИЛИ, группу блоков элементов И, элемент ИЛИ, причем информационные входы блока выдачи импульсов управления соединены с информационными входами соответствующих блоков элементов И группы, выходы которых соединены с информационными входами соответствующих счетчиков блока счетчиков, единичные выходы которых соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ блока элементов ИЛИ, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, с первыми входами соответствующих элементов И блока элементов И и с соответствующими выхбдами блока выдачи импульсов управления, управляющие входы которого соединены с управляющими входами9 1361509 10соответствующих блоков элементов И иены с вычитающими входами соответстгруппы, синхронизирующий вход блока вующих счетчиков блока счетчиков, выдачи импульсов управления соединен выход элемента ИЛИ соединен с с вторыми входами элементов И блока управляющим выходом блока выдачи5элементов И, выходы которых соеди- импульсов управления.1361509 Составитель И.1 Цвецорович Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Пилипенк акт Заказ 6281/4 ое и д.4/5 ушска Проектная,Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,Тираж 863 НИИПИ Государственно по делам изобретени 035, Москва, Ж, Р Подл митета С ткрытий