Программно-временное устройство Советский патент 1983 года по МПК G05B19/18 G05B19/414 

(54) ПРОГРАММНО-ВРЕМЕННОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дли управления станками, автоматическими линиями, а также другими объектами, где по технологическому циклу управления работой требуется осуществлять различные временные задержки выдачи или снятия управляющих сигналов и команд.

Известно программно-временное устройство, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, блок управления, распределитель импульсов , представляклций собой счетчик с дешифраторс1ми, выходами соединенный 4fepe3 наборное поле с входами компараторов, выходы которых подключены к первым входам триггеров/ а вторыми входами соединены с вторым выходом управления, второй вход которого подключен к. первому выходу первого триггера/ группа элементов И, входы которых соединены с выходами соответствующих триггеров/ выходы которых соединены через первые к.пючи с выходами устройства, а также группу согласующих элементов, входами подключенных к выходам датчиков/ сумматор и вторые ключи/ первые входы которых соединены с соответствующими выходами группы согласующих элементов/ вторые входы - с соответствующими выходами группы элементов И, а выходы вторых ключей через сумматор - с входом генератора импульсов .

Это устройство обеспечивает формирование и динамическую корректировку длительности пяти интервгшов/

10 следующих последовательно один за другим.

сигнал запуска с блока управления устанавливает группу триггеров в единичное состояние. Одновременно

15 с этим импульсы генератора через блок управления постуйаиот последовательно на распределитель импульсов и через наборное поле - на компараторы/ которые поочередно выдают им20пульсы на счетные входы групп триггеров/ устанавливая их в исходное состояние. Дсшее сигнашы через элементы И и группы первых ключей поступают на входы исполнительных уст25ройств через зёщанные интервалы времени 113 .

Недостатком этого устройства явт ляртся низкая точность реализуемых временных згшержек/ обусловленная

30 относительно узким диапазоном формируемых временных интервалов. А также ограниченные функциональные возможности, состоящие в том, что необходимо иметь число каналов фор мирования временных интервалов, ра ное числу каналов управления и стр ную последовательность формировани ременных интервалов. Это обуслов ливает дополнительные аппаратные затраты и снижает надежность устройств. Наиболее близким техническим ре шением к изобретению является устройство, которое содержит генерато импульсов, группу элементов И, делитель частоты, счетчик времени, дешифратор, запоминающий блок, сче чик номера команды, первый элемент ИЛИ, выходом соединенный с счетным входом счетчика времени, выход кот рого подсоединен к счетному входу счетчика номера команды, выходами подсоединенного к входам запоминаю щего блока, выходы запоминающего блока соединены с входами счетчика времени и дешифратора, выходы кото рого соединены с первыми входами группы элементов И, реверсивный счетчик, токовые ключи, блок коррек ции реверсивного счетчика, блок уп равления реверсивным счетчиком, эле менты И выбора счетных входов ревер сивного счетчика, элемент НЕ, первый элемент И, второй элемент И, второй элемент ИЛИ, первый вход ко торого подсоединен к выходу первого элемента И, первый вход элемента И подсоединен к одному иэ выходов запоминающего блока, а второй вход к выходу первого элемента ИЛИ, neipвый вход которого подсоединен к выходу делителя частоты, а второй - к выходу второго элемента И, первым входом подсоединенного к одному из выходов дешифратора, а вторым - к первым входам группы элементов И и к выходу генератора импульсов,выход выбора счетных входов реверсивного счетчика, выходы которых подсоединены к соответствующим счет ным входам, вторые входы элементов И соединены соответственно с первым выходом блока управления реверс-ивны счетчиком, входами соединенного с выходами счетчика номера команды, а вторым выходом - с входом блоке коррекции реверсивного счетчика, выходы которого через реверсивный счетчик подсоединены к входам токовых ключей. Устройство имеет только один каНсШ формирования заданного временно го интервала для всего диапазона значений временных задержек. Формирование заданных временных интервалов происходит последовательно один за другим в зависимости от номера команды, причем формирование величины заданного интервала происходит с помощью одних и тех же элементов устройства 2. Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, состоящие в том, что формирование временных интервалов осуществляется только последовательно и исключена возможность одновременного независимого формирования временных команд. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования значений временных интервалов независимо и одновременно или заданных в любой произвольной последовательности при одновременном упрощении устройства и сохранении широкого диапазона временных интервалов . Поставленная цель достигается тем, что в программно-временное устройство, содержащее счетчик времени, первый блок памяти, соединенный адресными входами с выходами счетчика команд, первыми информационными выходами - с входами дешифратора, подключенного выходами к первым входам блока элементов И, делитель частоты, связанный счетным входом с первым выходом генератора импульсов, введены схема сравнения и второй блок памяти, соединенный адресными входами с первыми выходами первого блока памяти, информационными входами - с выходами счетчика времени, управляющим входом - с вторым выходом генератора импульсов, а выходами - с установочными входами счетчика-времени и с первыми входами схемы сравнения, подключенной вторыми входами к вторым выходам первого блока памяти, выходом к вторым входам блока элементов И и к входу сброса счетчика времени, соединенного счетным входом с выходом делителя частоты, подключенногоустановочными входами к третьим выходам первого блока памяти. На фиг.1 дана схема устройства; на фиг.2 - структура командного слова. Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, счетчик 3 команд, первый блок 4 памяти, дешифратор 5, второй блок б памяти, схему 7 сравнения, счетчик 8 времени, блок элементов И 9, токовые ключи 10, объект 11 управления. Командное слово (фиг.2) имеет три информационных поля: -поле 12, которое содержит код номера выбранной дискреты времени (в данном примере - шесть разрядов); -поле 13, которое содержит код адреса соответствующего выхода на объект управления и адрес ячейки в блоке 6 (в примере - восемь разрядов) ; - поле 14, в котором содержится код требуемой величины вьщержки времени {в примере - восемь разряДрв) . Счетчик 3 команд представляет собой двоичный счетчик, для приведенного примера должен быть восьмиразрядным, и может быть реализован на двух последовательно соединенных интегральных ьдакросхемах К155ИЕ5. Первый блок 4 памяти выполнен как перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, работающее толь ко в режиме считывания записанной в нем информации, Максимальное количество программируемых временных интервалов в дан ном примере - двести пятьдесят шест и объем блока 4 памяти команд может составлять двести пятьдесят шесть двоичных слов по двадцать два инфор мационных разряда. Блок 4 может быт выполнен на трех параллельно соединенных по адресным входам интеграль ных микросхемах К573РФ1. Делитель 2 частоты выполнен в ви де двоичного счетчика с предварительной установкой коэффициента деления и реализован в рассматриваемо примере на одной интегральной микро схеме К155ИЕ8. Второй блок б памяти представляе собой оперативный блок памяти, имею щий как режим записи, так и ежим считывания информации. Блок б (оперативной) памяти имеет, для данного примера, объем двести пятьдесят шес слов по восемь разрядов и может быт выполнен на восьми параллельно соединенных по адресным входам интегральных микросхемах КР188РУ2. Счетчик 8 представляет собой двоичный счетчик с предварительной установкой начала счета и имеет счетный вход и вход установки в нол Для данного примера счетчик 8 может быть регшизован как восьмиразрядный двоичный счетчик с предустановко-й на двух последовательно соединенных интегральных микросхемах К155ИЕ7. Количество элементов И 9 зависит от числа каналов управления и в данном пр1влере составляет двести пятьдесят шесть. Число токовых ключей 10 акже составляет двести пятьдесят шесть и они могут быть выполнены на ста двадцати восьми интегральных микросхемах К155ЛП7. Устройство работает следующим образом. Счетчик 3 команд в соответствии с поступающими на его счетный вход импульсс1ми с генератора 1 импульсов устанавливает на адресных входах блока 4 Памяти команд адрес очередной команды. Содержимое блока 4, хранящееся по этому адресу, устанавливается одновременно на первых, вторых и третьих информационных выходах, количество которых определиется полями 12 - 14 соответственно. Таким обра.зом, на входах предварительной установки делителя 2 частоты устанавливается код защанной по программе дискреты времени. Делитель 2 частоты формирует по этому коду счетные импульсы через заданные интервалы времени. На первых информационных выходах блока 4 устанавливается, в данном примере, восьмиразрядный код адреса, который с помощью дешифратора 5, блока элементов .И 9 и токовых ключей 10 определяют момент включения нужного канала объекта 11 управления. Этот же код адреса поступает на адресные входы блока 6 и выбирает соответствующее этому коду восьмиразрядное слово. Это слово представляет собой двоичное число, которое определяет число импульсов, формируемых делителем 2 частоты по данному каналу управления. Этот код устанавливается на выходах блока 6 памяти и поступает на первые входы схемы 7 сравнения. На вторые входы схемы 7 сравнения с вторых информационных выходов блока памяти 4 поступает восьмиразрядный код требуемой величины выдержки времени включения для заданного канала управления. В случае несовпадения этих двух кодов схема сравнения не запрещает прохождение счетного импульса на вход счетчика 8. В этом случае содержимое счетчика 8 увеличивается на единицу и с информационных входов блока 6 записывается в этот же блок по тому же адресу. В случае совпадения кодов на первых и вторых входах схемы 7 сравнения, т.е. при достижении заданной величины временного интервала, схема 7 сравнения выдает команду на установку в ноль счетчика 8 и разрешение на вторые входы блока элементов И 9, что приводит к включению заданного канала объекта 11 управления. В этом случае по заданному в команде адресу в блок 6 записываются нули во все разряды, соответствующие адресу слова, что говорит о включении заданного канала объекта управления и окончании выдержки времени. Независимо от результата сравнёНИН на схеме 7 счетчик 3 команд переходит к следующей команде по следующ му импульсу генератора 1 и последовательно перебирает таким образом все каналы управления. После исполнения последней команды по переполнению счетчик 3 переходит вновь

к адресу первой команды и весь цикл работы повторяется, подключая заданные сигналы управления через заданные интервалы времени.

Таким образом, можно управлять более сложным объектом, одновременно. и по многим каналам вьвдавать команды с задержкой.

Предлагаемое устройство может быт использовано на любых станках и других установках, где по техническому циклу управления работой требуется осуществлять различные временные задержки вьдачи или снятия сигналрв и команд.

Введение в устройство второго блока (оперативной) памяти и схемы сравнения позволяет существенно расширить функции временного устройства, так как при этом команды подаются одновременно на много каналов управления, что очень важно, когда объект управления сложный, а время выдачи команд ограничено. Кроме того существенно упрощается схема устройства и повышается надежность.

По сравнению с блоком релейной автоматики с электромагнитными задержками на включение и на отключение серийДах расточных .станков модели 2Аб22Ф2-1 предлагаемое устройство позволяет изменять величины задержек в ширсж.их пределах и без внесения изменений в схему (без перепаек).Это позволяет сократить сроки отладки станков и обеспечивает удобство обслуживания, так как для внесения изменений не требуется дополнительный монтаж.

Формула изобретения

Программно-временное устройство, содержащее счетчик времени, первый блок памяти, соединеннЬой адресными входами с выходами счетчика команд, первыми информационными выходами с входами дешифратора, подключенного выходами к первым входам блока элементов И, делитель частоты, связанный счетным входом с первым выходом генератора импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены схема сравнения и второй блок памяти, соединенный адресными входами с первыми выходами первого блока памяти, информационными входами - с выходами счетчика времени, управляющим входом - с вторым выходом генератора импульсов, а выходами - с установочнвдли входами счетчика времени и с первыми входами схемы сравнения, подключенной вторыми входами к второму выходу первого блока памяти, выходом - к вторым входам блока элементов И и к входу сброса счетчика времени, соединенного счетным входом с выходом делителя частоты, подключенного установочными входами к третьим выходам первого блока памяти .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 647655, кл. G 05 В 19/18, 1976 (прототип).