Программируемый логический контроллер

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЛИН 51)5 С 05 В 19/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2,ад,п но уменьшением объе рощением управления пам Изобрете ствам для и ;равления об ческого ей я сиг охожд налов,На фиг, 1 представлена Функциональная схема программируемого логического контроллера; на Фиг, 2-4 временные диаграммы Функционирования программируемого логического контроллера при отработке основной под-. программы, отработке основной подпрограммы, с прерыванием и при отработке основной подпрограммы с прерыва вием и запоминанием; на фиг, 5 - временная диаграмма синхронизации работы программируемого логического устства,Програ ммируемый логический кон 1) содержит блок 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(56) Унифицированная логическая система управления механизмами УПМТехническое описание, - Кировогр 1977.Авторское свидетельство СССР . В 1302242, кл. С 05 В 19/8, 1985. (54) ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЛЕР(57) Изсбретение относится к устройствам для программно-логического управления объектами дискретно-циклического действия и может быть исние относится к устроирограммно-логического упъектами дискретно-циклид ствия и может быть использовано в качестве контроллераАСУ технологическими процессами,Целью изобретения является повышение быстродействия устройства иснижение аппаратных затрат,Сущность изобретения заключаетсяв повышении быстродействия устройства на основе обеспечения прямого доступа к адресу первой команды и возможности запоминания кода адреса команды, на которой произошло преры-вание отработки основной программы, с последующим возвращением к ней,Снижение аппаратных затрат обусловлепольэовано в качестве контроллераАСУ технологическими процессами, Цельизобретения - повышение быстродействия и снижение аппаратных затрат,Цель изобретения достигается введением регистров, третьего элемента И,элемента ИЛИ, триггера, элемента задержки, Сущность изобретения состоит в повышении быстродействия путемобеспечения прямого доступа к адресупервой команды, воэможности запоминания кода адреса команды, на которой произошло прерывание отработкиосновной программы, с последующимвозвращением к ней, а также в снижении аппаратных затрат эа счет уменьшения объема памяти и упрощения управления прохождением сигналов, 5 ил, 1647518сравнения, блоки 2-4 памяти комбинаций состояний, команд включения иотключения и адресов переходов соответственно, генератор 5 синхроимпульсов, первый счетчик 6 импульсов,первый 7, второй 8 и третий 9 элементы И, элемент ИЛИ 10, элемент 1 1 задержки, регистр 12,1 кода адреса ирегйстр 122 состояния датчиков, коммутатор 13, триггер 14 и блок 15 ин 1 дикации, На фиг, 1 обозначены выходы4, 1-4,3, 5, 1-5,2 и 3, 1-3,2 соответственно блоков 4, 5 и 3.Блок 1 сравнения предназначен длясравнения .последовательности комбинаций состояний, в которые должныперейти датчики, Фиксирующие положение механизмов в результате выполнения соответствующих команд, и фактической последовательности комбинаций состояний, в которые перешлидатчики в результате .выполнения соот"ветствующей команды, и выдачи на основании этого сравнения сигнала напереход кочередной жкрокоманде подпрограммы,Блок 2 памяти используется дляхранения последовательности комбинаций состояний, в которые должны перей 0ти датчики, Фиксирующие положениемеханизмов в результате выполнения,соответствующих команд. Блок 3 памяти предназначен для записи последовательности комбинаций команд на включение и отключение механизмов. Вовсех строках блока один разряд выделен для программирования конца подпрограммы (П),Блок 4 памяти используется для записи адресов переходов к новой подпрограмме в программе в результатеотработки очередной подпрограммы илив случае необходимости перехода каварийной подпрограмме. Во всех стро-ках блока 4 памяти один разряд выделен для программирования признаказапоминания адреса микронрограммы,на которой прервана отработка подпрограммы в результате отработкиследующего шага,. не содержащий признака прерывания,Генератор 5 синхроимпульсов используется для формирования и выдачи импульсов положительной полярности с целью синхронизации работы все 55го контроллера (фиг, 5), Счетчик 6синхроимпульсов предназначен для хранения и выдачи информации об адресе микрокоманды, содержащейся в первом2 и втором блоках памяти, Первыйэлемент И 7 предназначен дляформирования сигнала, переключающего счетчик 6 импульсоз в очередное состояние (и+1). Второй элемент И 8 и элемент 11 задержки используются дляформирования сигнала, обнуляющеготриггер 14. Третий элемент И 9 и элемент ИЛИ 10 используются для управления режимом работы устройства,Регистр 12,1 предназначен для приема, хранения и выдачи кода адресамикрокоманды, на которой произошлопрерывание основной подпрограммы аварийной. Причем запись информации врегистр 12,1 осуществляется по синхроимпульсу , при наличии на входах7 и Ч высокого потенциала. Регистр12,2 предназначен для хранения инФормации о состоянии датчиков. Записьинформации происходит по синхроимпульсу Ф . Это обеспечивает устойчивую работу устройства,Коммутатор 13 используется дляобеспечения записи информации об адресе первой микрокоманды подпрограммы в счетчик импульсов с регистра 12или блока 4 памяти, Триггер 14 используется для управления прохождением информации через коммутатор 13,Блок 15 индикации предназначен дляотображения информации, используемойдля диагностирования неисправностей:номера строкч подпрограммы, на которой произошла остановка (с выхода счетчика 6 импульсов), о состоянии входов и выходов контроллера, а спервого выхода блока 1 сравнения выдается информация о датчиках,факти - ческое состояние которых не соответствует запрограммированному, В каче стве датчиков состояний и датчиков условий переходов могут быть использованы как собственно датчики, устанавливаемые на механизмах, так и органы управления и защиты, сигналы уп равления игформационных и электрических блокировок от других устройств. В качестве блоков памяти могут применяться, например, программируемыепостоянные запоминающие устройстваразличных типов,Принцип работы программируемогологического контроллера заключается в следующем.Установка програмьируемого логического контрс-лера в исходное сос 164тояние осуществляется при помощивнешнего импульсного сигнала начальной установки (цепь качалкой установки на фиг. 1 не Ьокаэана). и состоит в обнулении счетчика 6. Процессобработки управляющей программысостоит из анализа комбинаций состояний датчиков условий перехода(состояний внешней среды) и формирования начального адреса подпрограммы, собственно отработки выбраннойподпрограммы, причем анализ состояния внешней среды осуществляется параллельно и независимо от отработкиподпрограммы,При подаче сигнала начальной установки счетчик 6 обнуляется. Приэтом с первоговыхода блока 3 памяти на управляющий объект выдаютсязаписанные в строке с адресом, соответствующим выходу счетчика 6, вданном случае нулевым, команды управления, срабатывают соответствующиемеханизмы, а следовательно, и датчики, т.е. выполняется первая командапервой подпрограммы. Образовавшаясякомбинация фактических состояний датчиков цикла сравнивается при помощиблока сравнения с комбинацией состояний, прочитанной из блока 2 памяти по тому же адресу, При совпадении фактической комбинации состояний с запрограммированной и отсутствии сигналов на выходе 3.2 блока 3 памяти и выходе 4,2 блока 4 памятисигнал совпадения сравниваемых комбинаций с выхода блока 1 сравнения открывает элемент И 7 и импульс с выхода 5,1 генератора 5 синхроимпульсов переключает счетчик 6 в следующее состояние, т,е, происходит обращение к следующей команде подпрограммы.Этот процесс продолжается до появления.на выходе 3,2 блока 3 памятиединичного сигнала "Конец подпрограммы". При появлении этого сигнала элемент И 7 запирается высоким потенциалом с выхода элемента ИЛИ 10 и этот же сигнал разрешает прохождение сигнала через элемент И 9 на синхровход счетчика 6По этому сигналу осуществляется запись адреса следующей команды блока 4 памяти через коммутатор 13, Адрес новой команды содержится в блоке 4 памяти в строке с адресом, соответствующим текущему сос,:тоянию датчиков. При записи в счет 7518 6 чик 6 нового адреса происходит переключение блоков 2 и 3 памяти, приэтом исчезает сигнал с выхода 3,2 блока 3 памяти, Следовательно, элементИ 9 закрывается, а первый элемент И 7открывается, Дальнейшая работа контроллера аналогична до момента. перехода управляемого объекта в аварийное состояние,О 15 тояния датчиков с запрограммированным, т,е. отсутствует сигнал на выходе блока 1 сравнения, Высокий потенциал сигнала Пр с выхода элементаИЛИ 10 закрывает элемент И 7 и открывает элемент И 8 для прохожденияследующего синхроимпульса на синхровход счетчика б. По этому синхросигналу происходит запись адреса аварийной подпрограммы в счетчик 6, Даль 20 25 нейшая отработка подпрограммы проис 30 ходит аналогично,Некоторые отличия в работе схемы существуют при переходе и отработке аварийной подпрограммы в случае необходимости запоминания адреса строки, на которой прервана отработка основной подпрограммы, О необходимости запоминания адреса отрабатываемой строки показывает сигнал с выхо 40 да 4.3 блока 4 памяти, Этот сигнал появляется .одновременно с сигналомпрерывания, При этом сигнал прерывания проходит через элемент ИЛИ 10,закрывает элемент И 7 и открываетэлемент И 9, а сигнал запоминания 45 разрешает запись информации и регистр12,1. Следующий синхросигнал с выхода генератора 5 синхроимпульсов.передним фронтом производит: записьинформации с выхода счетчика 6 в регистр 12.1 и с выхода 4,1 блока 4 памяти через коммутатор 13 в счетчик б,а задним фронтом переключает триггер14 в единичное состояние, При этомс выхода 3 1 блока 3 памяти на управляемъщ объект выдаются записанныена данной строке подпрограммы комачды управления, Датчики переходят вследующее состояние 50 55 Это состояние фиксируется блоком 4 памяти, При этом на выходе 4,2 блока 4 памяти появляется сигнал прерывания Пр), а на выходе 4,1 - адрес подпрограммы, которую необходимо реализовать для вывода управляемого объекта из аварийного состояния, В такой ситуации в блоке 1 сравнения не происходит сравнение фактического сос 1647518ю связи с этим элемент И 9 закрывается, а элемент И 7 пропускает следующий .синхроимпульс на счетный вход счетчика 6, т,е, происходит обращение к следующей строке блоков 2 и 3 памяти. Этот процесс продолжается до момента появления сигнала конца подпрограммы, По этому сигналу закрывается элемент И 7 и открывается элемент И 9, Следующий синхроимпульс, проходя через третий элемент И 9, разрешает запись информации н счетчик б с выхода. регистра 12.1. Таким :образом, происходит возвращение к ;той строке подпрограммы, по которой произошло прерывание, и одновременно происходит переключение триггера 14 в нулевое состояние, т,е, информандонный вход счетчика 6 подключается; 2 О к выходу блока 4 памяти, В дальнейшем отработка подпрограммы продолжа= ,ется аналогично.В случае, если на каком-либо шаге подпрограммы произойдет выход из 25 строя или поломка механизма или дат- чика (но не приводящие к аварийной ситуации), переход к следующей строке подпрограммы не происходит (так как не может сработать блок 1 сран нения, а на блок 15 индикации выдается информация, используемая для диагностирования неисправностей; номер строки подпрограммы, на который произошла остановка (с выхода счетчика 6), о состояниях входов и выходов контроллера. После устранения выявленной неисправности устройство продолжает отработку подпрограмм,Технико-экономическое преимуще ство предлагаемого контроллера по сравнению с известным заключается в повьппении быстродействия на основе обеспечения прямого доступа к адресу первой команды новой подпрограм мы, хранящейся в блоке памяти, а также возможностью. программируемого запоминания адреса строки, на кото рой произошло прерывание отработки основной программы, и снижение аппаратурных затрат, обусловленное уменьшением объема памяти и упрощением управления прохождением сигналов,Формула изобретенияПрограммируемый логический контроллер, содержаший блок памяти комбинаций состояний, блок памяти команд включения и.отключения и блок памя"ти адресов переходов, первый счетчикимпульсов, первый и второй элементыИ, генератор синхроимпульсов, блоксравнения, коммутатор и блок индикади, причем первый вход блока ицци;кации подключен к выходу блока памяти комбинаций состояний, выходсчетчика импульсов соединен с адресными входами комбинаций блока памятикомбинаций состояний и блока памятикоманд включения и откжочения, второйвход блока индикации соединен с выходом блока сравнения, третий вход -с информационным выходом счетчикаимпульсов, четвертый вход - с инфор"мационным выходом блока памяти командвключения и отключения и выходомпрограммируемого логического контроллера, второй ныход блока сравнениясоединен с первым входом первогоэлемента И, второй вход которого соединен с выходом. генератора синхроимпульсов, выход первого элемента Иподключен к счетному входу счетчикаимпульсов, второй выход блока памяти команд включения и отключения подключен к первому нходу второго элЬмента И, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения быстродействияи снижения аппаратных затрат, он содержит регистр кода адреса и регистр,состояния датчиков, третий элемент И,элемент ИЛИ, триггер, элемент задержки, причем информационный вход регистра кода адреса подключен к выходу счетчика импульсов, первый входэлемента ИЛИ соединен с первым выходом блока памяти адресов перехода,второй вход соединен с вторым выходомблока памяти команд включения и отключения, выход элемента ИЗЯ соединен с третьим нходом первого элементаИ, второй вход второго элемента Иподсоединен к выходу третьего элемента И, выход второго элемента И через элемент задержки соединен с нулевым входом триггера, выход элементаИЛИ соединен с первым входом третье"го элемента И, второй вход которогоподсоединен к первому выходу генератора синхроимпульсов, выход третьегоэлемента И соединен с синхронходомсчетчика импульсов, синхровход кодаадреса регистра и триггера соединенс первым ныхором генератора импульсов, второй выход блока памяти адреса перехода с;динен с управляющим1645 -входом регистра кода адреса и с единичным входом триггера, инверсный выход которого подключен к управлякицему 7-входу первого регистра кода адреса, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого подключен к третьему выходу блока памяти адреса перехода, первый управляющий вход соединен с вторым выходом блока памяти команд включения и отключения, второй управляющий вход подключен к прямому 7518выходу триггера, третий управляющии вход - к выходу элемента ИЛИ, выход коммутатора соединен с информационным входом счетчика импульсов, второй выход генератора синхроимпульсов подключен к синхровходу регистра состояний датчиков, информационный вхоц которого является входом контролле ра, выход состояния датчиков регистра подключен к второму информационному входу блока сравнения, к адресному входу блока памяти адреса перехода и второму входу блока индикации,15164 У 518 " гкСоставитель И,Швец редактор И,Шулла Техред Л.Сердюкова Корректор С.Ше каз 1398 Тираж 489 Подписное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент",од, ул. Гагарин