Устройство для программного управления

(51)4 С 05 В 19 18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ленинградский институт авиационного приборостроения(56) Авторское свидетельство СССРВ 537328, кл. С 05 В 19/18, 1976.Авторское свидетельство СССРУ 1012205, кл.С 05 В 9/18, 1981.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГОУПРАВЛЕНИЯ, содержащее генератор импульсов, подключенный выходом к первому входу первого элемента И, соединенного выходом с входом распределителя импульсов, подключенного выходами к информационным входам первого дешифратора и второго дешифратора, связанного выходом с входамиблока набора программ, подключенноговыходами к единичным входам первыхтриггеров, первый элемент ИЛИ, соединенный выходом с вторым входомпервого элемента И, вторые элементы И, подключенные первыми входамик выходам первого дешифратора, второй элемент ИЛИ, второй триггер,третий элемент И, первый и второйэлементы развязки и по числу объектов управления элементы задержки,датчики состояния объектов управления и датчики положения объектовуправления, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введенышифратор, третий и четвертый элеменЯ 01182488 А ты ИЛИ, четвертые элементы И й по числу объектов управления пятые элементы И, и третий триггер, подключенный прямым выходом к управляющему входу первого дешифратора и к вторым входам вторых элементов И, соединенных выходами с входами второго элемента ИЛИ, подключенного выходом к единичному входу третьего триггера, соединенного инверсным выходом с управляющим входом второго дешифратора, а нулевым входом - с выходом третьего элемента И и через первые элементы развязки - с нулевымиФ входами первых триггеров, подключенных прямыми выходами к входам шифратора, первого элемента ИЛИ и через соответствующие элементы задержки -1 к входам четвертого элемента ИЛИ, связанного выходом с первым входом третьего элемента И и через второй элемент развязки - с единичным входом второго триггера, подключенного прямым выходом к второму входу третьеЯ) го элемента И, а нулевым входом - к выходу третьего элемента ИЛИ, соеди- ф ненного входами с вторыми входами Об первых элементов развязки и с выхода- Я ми пятых элементов И, подключенных первыми входами к выходам соответствующих датчиков положений объектов управления, а вторыми входами - к вы"ходу соответствующих четвертьг элемен- фВ тов И, каждый из которых соединен первым входом с выходом соответствующих датчиков состояния, а вторым входом - с соответствующей первой выходной шиной устройства и с соответствующим первым выходом шифратора, связанного вторыми выходами с соответствую1182488 Входы шифратора 34 Выходы шифратора 17 первая х 1000 0100 1 0 0 00 0 0 0 0 1 О 00 0 0 0 1000 1000 щими вторыми выходными шинами устройства и с управляющими входами соот 1Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах программного управления робототехническими комплексами.Цель изобретения - повышение надежности устройства.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства программногоуправления; на фиг. 2 - вариант реализации распределения импульсов на 1 Офиг. 3 - вариант реализации шифраторана стандартных функциональных элементах для шестнадцати входов; нафиг. 4 - вариант включения объектауправления, 5Устройство программного управления (фиг. 1) содержит генератор импульсов 1,первый элемент И 2, распределитель импульсов 3, второй дешифратор 4, блок 5 набора программ, первые триггеры 6 - 6, первый дешифратор 7, вторые элементы И 8, второйэлемент ИЛИ 9, первый элемент ИЛИ 10,третий элемент ИЛИ 11, четвертый элемент ИЛИ 12, элементы задержки 13 - 2513, второй триггер 14, третий триггер 15, третий элемент И 16, шифратор 17, пятые элементы И 18 - 18,четвертые элементы И 19 - 19объекты управления 20 - 20. датчи- З 011 Ьфки 21 - 211 состояния объектов управлейия, датчики 22 - 22 дположенийобъектов управления, первый и второйэлементы развязки 23 и 24,Распределитель импульсов 3 содержит счетчики импульсов 25 - 25 , чет"вертые триггеры 26 - 26 , шестые Е ф Е у.ФЕ,ветствующих датчиков состояния и положения объектов управления. 2элементы И 27 - 27, , седьмой элемент И 28. Второй дешифратор 4 содер- жит четырехразрядные дешифраторы 29 - 29, выполненные на базе микросхемы К 155 ИДЗ, информационные входы 30, управляющий вход 31. Блок 5 набора программ выполнен в виде диодной матрицы, собранной на диодах 32. Аналогично дешифратору 4 построен дешифратор 7.Шифратор 17 содержит 2 Й пятых элементов ИЛИ 33, где И - количество объектов управления, Входы 34 шифратора соединены с выходами первых триггеров 6, входами элементов задержки 13 - 13 уи входами второго элемента ИЛИ 10, Первая группа выходов 35 шифратора 17 подсоединена к первым входам объектов управления 20, к входам датчиков состояния 21 объектов управления и датчиков положения 22 рабочих органов объектов уп" равления, Вторая группа выходов 36 шифратора 17 соединена с первыми входами четвертых элементов И 18 и с вторыми входами объектов управления 20. Подключение элементов ИЛИ 33 к входам 34 и выходам 35 и 36 осуществляется в соответствии с таблицей истинности для матричной структуры, Для указанного варианта реализации шифратора приведена таблица истинности. Шифратор содержит 21 пятых элементов ИЛИ 33, входы 34, первые и вторые выходы 35 и 36.1 группа 35вторая группа 361182488 Продолжение таблицы Выходы шифратора 17 Входы шифратора 34 первая группа 35 вторая группа 36 1,22) - Ец 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 1000 1000 0010 0001Ф0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 1000 0100 0010 0001 0001 0001 0001 0001 0 0 О 00 0 1 0 0 0 0 00 0 0 1 Объект управления 20 содержит восьмой элемент И 37, обмотку реле 38, контакты реле 39 и привод 40 рабочего органа объекта управления, Входы 41 и 42 элемента И 37 являются первым и вторым входами объекта управления.Выход элемента И 37 соединен с одним выводом обмотки реле 39, второй вывод которой подключен к низковольтному источнику напряжения (Е) 43 Контакты реле 39 включены в цепь питания привода 40 рабочего органа объекта управления.Каждый элемент задержки 13 имеет свою определенную длительность, соответствующую максимальному времени выполнения рабочим органом данной операции, и реализован на одновибраторе, например, К 155 АГ 1.Датчики 21 состояния объектов управления и датчики 22 положения (рабочих органов) объектов управления представлют собой любые контакт ные или бесконтактные концевые или путевые переключатели. Они устанавливаются на рабочих органах манипуляторов, загрузочных устройствах, станках и другом оборудовании, входящем в состав роботизированного комплекса, Под включенным состоянием датчика понимается такое его состояние, когда с датчика поступает сигнал, соответствующий логической единице (контакт замкнут) . Х,Х 4 У -. У Устройство программного управления работает следующим образом.Перед началом работы обнуляютсясчетчик распределителя импульсов 3и все триггеры 6, а триггеры 2626 14 и 15 устанавливаются в едиЗ 0 ничное состояние. С прямого выходатриггера 15 снимается единичный сигнал, который поступает на вторыевходы элементов И 8 и управляющийвход дешифратора , запрещая поступЗ 5 ление импульсов на дешифратор 7, ас инверсного выхода триггера 15 снимается нулевой сигнал, который разрешает поступление импульсов с распределителя 3 на дешифратор 4, На вто ром входе элемента И 2 действует сигнал разрешения, и с выхода генератора импульсов 1 через первый вход элемента И 2 на вход распределителя импульсов 3 (фиг. 2) поступают такто вые импульсы. Эти импульсы через элемент И 28 поступают на вход первогодвоичного счетчика 25 . Код на выходах этого счетчика поступает навходы 30 первого дешифратора 29, на 50 выходах которого появляются сигналы,поступающие на соответствующие входыблока набора программ 5, и с его выходов снимаются управляющие сигналы,поступающие на единичные входы триг геров 6.При появлении сигнала переполненияна выходе старшего разряда первогосчетчика 251 срабатывает триггер 26и запрещает прохождение импульсов свхода распределителя 3 через элемент И 28 на вход первого счетчика 25 и разрешает их прохождениечерез элемент И 27 на вход второго5счетчика 25 . Код на выходах второгосчетчика 25 поступает на вход второ 2го дешифратора 29 , и на его выходахпоявляются сигналы, которые поступают 1 бна другие соответствующие входы блока набора программ 5 и на его выходах формируются новые управляющиесигналы, поступающие на первые входыдРУгих триггеров 6 и т.д. При появлении, на выходе старшего разряда последнего двоичного счетчика 25, сигналапереполнения происходит установкавсех триггеров 26 - 26 ,в единичноесостояние и разрешается прохождениетактовых импульсов снова на первыйсчетчик 25, что соответствует повторению цикла работы устройства программного управления,При любом состоянии счетчика импульсов 3 управляющий сигнал появляется только на одном из выходов блока набора программ 5. Этот сигналустанавливает один из соответствующих триггеров 6 - бффиг. 1) в .единичное состояние, Формирует сигнална входе одного из элементов задержки 131 - 13 р и формируется сигнална выходе элемента ИЛИ 10, запрещающий прохождение тактовых импульсовс генератора 1 через элемент И 2на вход распределителя импульсов 3,Сигнал с соответствующего триггера 6 - 61 поступает на вход 341(фиг. 3) шифратора 17. На его выходах 35 и 36 формируются одновремен-но сигналы в сответствии сприведеннойтаблицей истинности, котОрые по линиям связи поступают соответственнона входы 41 и 42 выбранного объектауправления, при этом срабатываетэлемент И 37, по обмотке 38 релепротекает ток, реле срабатывает изамыкает контакты 39 привода рабочего органа 40, т.е. включаетсяобъект управления, Кроме того, сигнал с выхода 35 шифратора 17 поступает на первый вход элемента И 18,а сигнал с,выхода 36 - на входы датчика 21 состояния объекта управления и датчика 22 положения рабочегооргана объекта управления, Если выбранный объект управления исправен,то на вход. элемента И 18 поступает сигнал от датчика 21 состояния объек;та управления. Элемент И 18 срабатывает, и с его выхода на вход элемен-та И 19 поступает сигнал разрешения,При достижении рабочим органом объек.та управления заданного положениясрабатывает датчик 22 положения рабочего органа управления и на еговыходе появляется единичный сигнал,который, поступив на второй входэлемента И 19, вызывает его срабатывание. Сигнал с выхода элемента И 19поступает через элемент развязки 23на нулевой вход триггера 6 и переключает его в нулевое состояние,выключая тем самым объект управления 20, датчики 21 и 22, Формируясигнал, поступающий через элемент ИЛИ 10 на второй вход элемента И 2, который разрешает прохождение импульсов с генератора 1 на входраспределителя импульсов 3. Кроме того, сигнал с выхода элемента И 19поступает через элемент ИЛИ 11 на нулевой вход триггера 14, устанавливаяего в нулевое состояние, запрещающеепрохождение через элемент И 16 сигнала с выхода элемента задержки 13,Пришедший сигнал задержки своим задним фронтом через элемент 23 переключает триггер 14 снова в единичноесостояние, Цикл работы повторяется,т.е. импульс с генератора 1 поступает в распределитель импульсов 3, навыходе дешифратора 4 появляется новый код, который расшифровывает вблоке 5 набора программ команду, включающую следующий объект управления 20,По предложенному варианту реализации блока 5 набора программ устройство выбирает объекты управления вследующей последовательности: 1,2,3,4,5,6, 1, 2, 3, 7,8, 9, 10, 1 1, 12, 10 и т,д.При изменении коммутации блока 5 набора программ можно реализовать любую последовательность включенияобъектов управления 20,Если при включении очередногообъекта управления 20 окажется, чтоон неисправен, то сигнал с выходадатчика 21 состояния объекта управления не поступит на вход элемента И 18и на его выходе, а следовательно, ина выходе элемента И 19 сигнал также не появится, т.е. выключенияобъекта управления сигналом с датчика 22 положения рабочего органане произойдет. В этом случае по истечении определенного времени, заданного элементом задержки 13, наего выходе появится сигнал, которыйчерез элемент ИЛИ 12 поступит напервый вход элемента И 16 и вызоветпереключение триггера 15 в нулевоесостояние, при этом сигнал с егопервого выхода поступит на вторыевходы элементов И 8 и второй входдешифратора 7, разрешая прохождениеинформации с выхода распределителяимпульсов 3 на выход дешифратора 7,а с второго выхода триггера 15 сигнал поступит на управляющий входдешифратора 4, запрещая поступлениеинформации на его выход, Одновременно сигнал с выхода элемента И 16поступит через элемент развязки 23на нулевой вход триггера 6 и переключит его. в нулевое состояние, отключит объект управления 20 и соответствующие датчики 21 и 22; такжеэтот сигнал через элемент ИЛИ 10поступит навторой вход элемента И 2и разрешит прохождение импульсов свыхода генератора 1 на вход распределителя импульсов 3 Элементами И 8 задается код, определяющийколичество кбманд программы, которые необходимо пропустить из-за не"исправности объекта управления. В этом режиме работы импульсы, поступающие с генератора 1 через открытыйэлемент И 2 проходят в распределитель 3. Содержимое счетчиков распределителя расшифровывается дешифратором 7, и на его выходах формируетсякод, который поступает на первые входы элементов И 8. Тот элемент, у 1 р которого пришедший с выхода дешифратора 7 код совпал с установленным,срабатывает, и на его выходе появляется сигнал, переключакщий черезэлемент ИЛИ 9 триггер 15 в единичное 15 состояние. Это вызывает .изменениесигналов на его выходах. На единичном выходе устанавливается сигнал,запрещающий поступление информациис выходов распределителя 3 на выхо О ды дешифратора 7 и сравнение кодовна элементах И 8. На втором выходетриггера 15 устанавливается сигнал,разрешающий прохождение информациис выходов распределителя импульсов 3 25 на выходы дешифратора 4. При этомв блоке 5 набора программ будут выбираться команды управления, соответствующие другому участку программы, и цикл работы повторится по пер ЗО вому или второму режимам в зависимости от состояния вновь включенногообъекта управления.1182488 З 4 г Составитель Н Техред О.Неце Редактор К.Волощук каз 6104/4 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,Тираж 8 НИИПИ Государственно по делам изобретен 13035, Москва, Ж, бунова Корректор Е.Сирохман 2 Подписи о комитета СССР й и открытий Раушская наб., д.