Устройство для программного управления Советский патент 1983 года по МПК G05B19/18 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к автоматике, а именно к устройствам для программного управления технологическим оборудованием дискретного циклического действия.

Известно) устройство для программного управления механизмами,: содержащее набор логических, функциональных, временных и усилительных элементов, соединяемых между собой матрицей шин,, в узлах которойустанавливаются диодные и бездиодные (монтажные) контактные ключи fl.

Данное устройство имеет ограниченную область ггримёнения и не обеспечивает эффективное управление технологическим оборудованием, так как не позволяет программировать и отрабатывать цикла с переменной последовательностью операций внутри цикла и имеет низкую надежность хранения программы, нйбор и фиксация которой обеспечивается с помощью контактных ключей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее первый счетчик, первый и.второй блоки памяти, первую схему сравнения, мультиплексор, первый и второй элементы И, причем выход первого счетчика подключен ко входу первого блока памяти, первый выход которого является выходом устройства, второй выход первого блока памяти соединен с первым входом первой схемы сравнения , второй вход которого является первым входом устройства, третий ,5 выход первого блока памяти подключен к первому входу первого элемента И и к первому входу мультиплексора, , второй вход которого является вторым входом устройства, а выход мультиплексора присоединен ко второму входу первого элемента И и. к первому входу второго элемента И, выходом подключенного к первому входу первого счетчика, выход первого элемента И присоединен ко входу второго блока памяти Г 23.

Указанное устройство обеспечивае программирование и автоматическое управление циклами работы механизмо как с постоянной, так и с переменной последовательностью операций внутри цикла, имеет высокую надежность хранения программы работы устройства,, а в случае выхода из строя механизма или датчика переход к последующим шагам программы автоматически запрещается.

Однако в данном устройстве отсутствует возможность прерывания цикла без ожидания конца отработки шага программы при возникновении аварийных состояний меха.низмов и датчиков управляемого оборудования. Кроме того, в устройстве не обспечивается многократный (при переходе к каждому новому шагу программы) контроль срабатывания датчиков цикла, исключающий ложное срабатывание схемы сравнения {от помех на входе устройства

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается ,тем что в устройство для программного управления, содержащее первый счетчик,, выход которого подключен к адресному входу первого блока памяти, первый выход которого соединен с выходом устройства, второй выход с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого является первым входом устройства, а третий выход - с первым входом блока, первых элементов И и с адресным входом мультиплексора, информационный вход которого является вторым входом устройства, а выход соединен с вторым входом блока первых элементов И и с первым входом второго элемента И, выходом подключенного к счетному входу первого счетчика, выход блока первых элементов И подключен к информационному входу второго блока памяти, введены блок первых элементов ИЛИ, второй счетчик, генератор .импульсов, шифратор, третий и четвертый элементы И, третий и четвертый счетчики, второй элемент ИЛИ, третий блок памяти и второй блок сравнения, выход первого блока сравнения подключен.к управляющему входу второго счетчика, выходом подсоединенного к третьему входу блока первых элементов И и к второму входу второго элемента И, выход генератора импульсов подключен к счетным входам второго, третьего и четвертого счетчиков, выход четвертого счет5 чика подсоединен к адресному входу третьего блока памяти, выходом подключенного к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого соединен с первым и вторым

0 входами устройства, а выход - с управляющим входом четвертого .счетчика и с вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим входом устройства и с

5 первыми входами третьего и четвертого элементов И, к вторым входам которых Подключен выход третьего счетчика, соединенного управляющим входом с выходом второго элемента ИЛИ,

0 С четвертым входом блока первых элементов И и с третьим входом второго элемента И, выход третьего элемента И подключен к одному из входов шифратора, к другому входу которого

5 подключен выход четвертого элемента И, выход шифратора подключен ко второму входу блока первых элементов ИЛИ, первый вход которого подсоединен к выходу второго блока памяти,

0 а выход - к установочному входу первого счетчика.

Такое устройство обладает повышенной надежностью за счет исключения ложных срабатываний от помех на его входах и обеспечения прерываний программы при возникновении аварийных состояний механизмов и датчиков объекта управления.

На чертеже представлена блок-схема предложенного устройства,

: Схема содержит первый счетчик 1 , первый блок 2 памяти, первый блок 3 сравнения, мультиплексор , второй счетчик 5, генератор 6 импульсов, .

блок 7 первых элементов ИЛИ, второй блок 8 памяти, блок 9 первых элементов И, второй элемент И 10, второй блок 11 сравнения., шифратор 12, третий 13 и четвертый I элементы И,

° третий 15 счетчик, второй элемент ИЛИ 16-, четвертый счетчик 17, третий блок 18 памяти.

Устройство работает следующим образом.

5 в блок 2 записывается программа управления циклом работы технологического агрегата, представляющая собой последовательность слов (шагов). .Каждое слово имеет три зоны: I - команды управления механизмами на данном шаге программы; II - комбинации .состояний, в которые должны прийти механизмы по командам зоны I (комбинации состояний датчиков цикла); I И г коды условий возможных переходов. Вь орка-и считывание содержимого ячеек всех трех зон выполняются параллельно в сооветствии с кодом на выходе счетчика 1. При считывании первого слова из блока 2 по командам зоны I включаются соответствующие механизмы, происходит изменение их состояний, которые фиксируются датчиками состояний механизмов (датчиками цикла). Сигналы от датчиков цикла поступают на второй вхЬд блока 3, на первый вход которого поступает комбинация состояний, записанная в зоне II. При совпаденин фактической комбинации состояний датчиков цикла с заданной (при правильной отработке данного ша га программы) на выходе блока 3 сигнал установки в состояние О на управляющем входе счетчика 5 меняется на сигнал, разрешающий прохождение в счетчик 5 на счетный вход импульсов генератора 6. При п-кратном контроле (кратность определяется емкостью счетчика) правильности срабатывания датчиков цикла на выхо де счетчика 5 появляется сигнал пере полнения счетчика, который поступае на третий вход блока 9 и второй вход элемента И 10. В случае, если сраба тывание блока 3 было вызвано помехой на входе устройства или кратковременным относительно заданной длительности контроля ложным срабатыт ванием датчика, на выходе блока 3 восстанавливается сигнал, устанавли вающий счетчик 5 в состояние О. При отсутствии сигналов на перBOM и третьем инверсных входах и на личии сигнала на втором входе элемента И 1.0 на его выходе появляется сигнал, который служит командой уве личения числа в счетчике 1 на единицу, что обеспечивает переадресацию блока 2 на следующий шаг программы. Для реализации условного перехода, т.е. перехода к следующему-или любому другому заданному шагу программы в зависимости от отсутствия или наличия сигнала условия, в качестве которого могут быть использованы сигналы от датчиков состояния механизмов, органов управления, других устройств, рассматриваемых в общем случае в качестве датчиков условий переходов, используется зона 111 блока 2, мультиплексор , блок 9, блок 7 и блок 8. В этом случае на заданном шаге программы код условия возможного перехода из зоны III блока 2 поступает на первый вход блока 9. и на адресный вход мультиплексора Ц, который проверяет наличие сигнала от датчика условного перехода, соответствующего введенному в мультиплексор коду условия. При .наличии сигнала от. соответствующего датчика условного перехода на выходе мультиплексора 1 появляется сигнал, который блокирует по первому входу срабатывание элемента И 10 и подготавливает к срабатыванию по второму входу блок 9. При отсутствии также сигнала на четвертом (инверсном) и наличии сигнала на третьем входах срабатывает блок 9 и код условного перехода поступает на вход блока 8, в результате через через блок 7 происходит считывание из блока 8 в счетчик 1 адреса перехода, соответствующего данному коду условия. Счетчик 1 обеспечивает переадресацию блока 2 на заданный шаг программы .Последующие шаги программы отрабатываются аналогично описанным. При этом длительность отработки шагов определяется быстродействием управляемых механизмов и контролируемых датчиков, (- . В случае, если заданный программой механизм или датчик на данном шаге не сработал, единичный сигнал на выходе блока 3 не появляется и последующие шаги программы не отрабатываются. При работе технологических агре-гатов возможны случаи самопроизвольного движения механизмов, фиксация которых осуществляется не электромеханичес ими, а механическими, гидравлическими, пневматическими и другими средствами. Если подобное движение возникает после выдачи команд управления на данном шаге программы, то в период до окончания шага может сложиться аварийная ситуация. Запрещенные комбинации состояний всех датчиков, установленных на агрегате, записываются в блок 18, последовательная адресация которого осуществляется с помощью счетчика 17, на счетный вход которого поступают импульсы генератора 6. При сов падении фактической совокупности состояний датчиков с одно из запре щенных на выходе блока 11 появляется сигнал, который блокирует дальне шее прохождение импульсов генератора 6 в счетчик 17. Кроме того, сигнал с выхода блока 11 через второй вход элемента ИЛИ 16 поступает на четвертый (инверсный) вход блока 9 и третий, инверсный вход элемента И 10, блокируя их срабатывание, а так же на управляющий вход счетчика 15 что обеспечивает прохождение на вход этого сметчика импульсов генератора 6. При п-кратном контроле (кратност здесь также определяется емкостью счетчика) на выходе счетчика 15 поя ляется сигнал переполнения счетчика который поступает на вторые входы элементов И 13 и 1. При отсутствии сигнала от датчиков прерывания цикла на первом инверсном входе элемента И И на его выходе появляется си , включающий в работу шифратор по. его второму входу. Шифратор 12 преобразует управляющий сигнал в код адреса перехода, который через второй вход блока 7 заносится по адресному входу в счетчик 1, в результате чего осуществляется переход к начальной строке первой прерывающей программы. Отработка цикла при этом прерывается без ожидания конца отработки данного шага и обеспечивается с помощью прерывающей программы аварийный останов технологического агрегата или перевод его в наладочный режим. Аналогичным образом устройство функционирует и в случае появления сигнала от датчиков прерывания цикла на первом входе элемента ИЛИ 16. Однако прерывание от датчиков имеет приоритет по отношению к прерыванию по .запрещенным комбинациям. Поэтому при появлении сигнала на третьем входе устройства срабатывание элемента И 14 блокируется по первому инверсному входу и подготавливается к срабатыванию элемент И 13. После п-кратного контроля на выходе элемента И 13 появляется сигнал, обеспе

:ивающии прерывание цикла и переадресацию блока 2 на начальный адрес гзторой прерывающей подпрограммы.

второй блок сравнения, выход первого блока сравнения подключен к управляющему входу второго счетчика, выходом 758 В качестве датчиков прерывания цикла могут быть использованы органы и сигналы аварийного отключения технологического агрегата. Наиболее существенный Э1х{)ект от применения предложенного устройства может быть получен при управлении сложным высокопроизводительным технологическим оборудованием. Экономический эффект от применения предложенного устройства образуется за счет предотвращения поломок оборудования при аварийных состояниях механизмов и датчиков, за счет обеспечения работы устройства без сбоев и, как следствие, сокращения простоев и повышения производительности управляемого агрегата. Устройство может применяться для управления различными технологическими агрегатами дискретного циклического действия с постоянной и переменной последовательностью операций в циклах. Формула изобретения Устройство для программного управления, содержащее первый счетчик, выход которого подключен к адресному входу первого блока памяти, первый выход которого соединен с выходом устройства, второй выход с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого является первым входом устройства, а третий выход - с первым входом блока первых элементов И и с адресным входом мультиплексора, информационный вход которого является вторым входом устройства, а выход соединен с вторым входом блока первых элементов И и с первым входом второго элемента И, выходом подключенного к счетному входу первого счетчика, выход блока первых элементов И подключен к информационному входу второго блока памяти, отличаю щеес я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены блок первых элементов ИЛИ, второй счетчик, генератор импульсов, шифратор, третий и четвертый элементы И, третий и четвертый счетчики, второй элемент ИЛИ, третий блок памяти и

подсоединенного к третьему входу блока первых элементов И и к второму входу второго элемента И, выход геHepatopa импульсов подключен к счетным входам второго, третьего и четвертого счетчиков, выход четвертого счетчика подсоединен к адресному входу третьего, блока памяти, выходом подключенного к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого соединен с первым и вторым, входами устройства, а выход - с управляющим входом четвертого счетчика и с вторым входом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим входом устройства и с первыми входами третьего и четвертого элементов И, к вторим входам которых подключен выход третьего ; счётчика, соединенного управляющим входом с выходом второго элемента

ИЛИ, с четвертым входом блока первых элементов И и с третьим входо м второго элемента И, выход третьего элемента И подключен к одному.из

входов шифратора-, к другому входу которого подключен выход четвертого элемента И, выход шифратора подключен к второму входу блока первых элементов ИЛИ, первый вход которого

подсоединен к выходу второго блока памяти, а выход -.к установочному входу первого счетчика. - .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

: 1. Унифицированная логическая система управления промышленными механизмами УПМ-2, Техническое описание. Кировоград, 1977.

№ 857933, кл. G 05 В 19/18, 1981 (прототип).