Устройство для программного управления циклическими процессами Советский патент 1983 года по МПК G05B19/418 G05B19/4155 

Изобретение относится к автоматике, в частности к системам программной коммутации в электрических це-, пях управления, и может быть ис- , польэЪвано для. управления технолбгическими процессами.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, времязадающий блок, блок набора программ и исполнительный блок f1 j.

Недостатком устройства являет, ся низкая точность, его работы. . ;

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов., делитель частоты, времязадающий блок, блок набора программ, ячейку ИЛИ, выход которойсоединен .с входами элемента заддержки и входом блока циклического обнуления, выходы которых соединены с соответствующими входами задаю- щего блока, а второй -выход блока .набора программ соединен с входом блока .исполнительных органов 2).. ,

Недостатком устройства явля- / ется невозможность.оперативного изменения временного интервала, так как в задающем блоке формируются интервалы времени, соответствующие , длительностям каждого из запрограммированных циклов, что при отработке программы вызывает определенные трудности и большие затраты времени. Кроме того, блок набора программы формирует, одну программу, которая и составляет цикл работы устройства. Исполняющие органы постоянно связаны с управляющими командами, которые обеспечивают их включение. Устройство не обладает достаточной надежностью, так как при сбое делителя частоты, временные интервалы не соответствуют набранной длительности, что приводит к искажению программы,

. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем оперативного изменения временного интервала, повышение быстродействия и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в у-стройство для программного . управления циклическими процессами, содержащее первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные первый генератор импульсов, формирователь временных интервалов и блок набора программ, блок исполнительных элементов, введены коммут.ато, три счетчика импульсов, блок сравнения; второй элемент ИЛИ и блок управления, подключенный первым входом к сбросовому входу первого счётчика импульсов, к первому входу первого элемента ИЛИ и к шине пуска, вто рым входом - к выходу первого счетчика ймпульсо, третьим входом т к счетному входу цервого счетчика импульсови к первому выходу блока набора программ первым выходом - к установочным входам блока исполнительных элементов, второго и третьего счетчиков импульсов и к первому входу второго элемента ИЛИ, а вто рым выходом - ко второму входу формирователя временных интервалов, соединенного третьим входом с выходом второго элемента ИЛИ, подключеного выходом ко входу блока набора программ, связанного вторым выходом

с установочным входом первого счёт;чика импульсов, а третьим и четвертым выходами .- с первыми входами коммутатора,подю1юченного вторым .входом к выходу третьего счетчика,первым выходом-к информационному входу блока исполнительных элементов, вторым выходом.- к первому -входу блока сравнения,.а третьим выходом - ко второму входу второго элемента ИЛИ и к счетному, входу второго счетчика импульсов J, соединенного выходом со -вторым входом блока, сравнения, подключен.ного выходом ко второму входу .первого элемента ИЛИ, связанного выходом со счетньгм входом третьего счет4HKav . , - - -. .

Кроме того, блок управления со- держит третий элемент ИЛИ,соеди«енныЙ первым входом с первым входом блока .управления, а вторым входом с выходом элемейта. задержки, подключенного входом к третьему входу блока управления и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, связанного вто рым входом со вторым входом блока управления, третьим входом - с выходом второго генератора импульсов, а выходом-- с R- входом К3,-триггера, ; подключенного S-входом к выходу третьего элемента ИЛИ, а прямым и HHaep сным выходами соответственно - ко второму и первому выходам .блока управления.

Ни фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока управлений; на фиг.З - функциональная схема формирования временных интервалов; на фиг.4 - функциональная схема блока резервирования; на фиг.5 - функциональная схема логического блока; на фиг,б - функциональная схема формирователя кода одного разряда; на фиг,7 - функциональная схема фор.мирователя команд.

Устройство содержит первый генератор 1 импульсов, формирователь 2 временных интервалов блок 3 набора прогргилм, коммутатор 4, блок 5 исполнительных элементов. первый элемент ИЛИ б у блок 7 управления4г.первый Счетчик 8 импульсов, второй Ьчетчик 9 импульсов, блок 10 сравнеяия второй элемент ИЛИ 11, третий счетчик 12 импульсов. Блок 7 управления содержит третий и четвертый элементы ИЛИ 13 и 14, первый элемент 15 задержки/ второй генератор 16 импульсов, первый триггер 17,Формирователь 2 временных интервалов содержит первый элемент И 18 три делителя частоты, три бло на 22-24 установки делителей, логический блок 25, блок 26 резервирования, дешифратор 27 Блок 26 резервирования содержит Л, формирователей 28 кода одного разряда, Лргический блок 25 содержи fV формирователей 29 команд, пятые элементы ИЛИ 30, формирователь 28 кода одного разряда содержит первые элементы НЕ 31, вторые элементы И 3 шестой :Элемент- ИЛИ 33; -Формировател 29 команд содержит вторые элементы НЕ 34, третьи элементы И :35, элемент И-НЕ 36, шестой элемент ИЛИ 37 второй элемент 38 задержки, второй триггер 39. Коммутатор 4 собран на микросхемах 133КП7 и управляется кодом счетчика (подпрограмм)12 выполненного на микросхемах 13ЗИЁ5 Счетчик 9 так же выполнен на микроС,хемах 133ИЕ5. При включении питания генератор .16 импульсов установки выдаёт импуль который, пройдя через элемент ИЛИ 14 на вход Р триггера 17 устанавливает его в состояние О На инверс ном выходе триггера 17, связанном с первым выходом блбком 7 управления появляется , которая уста навлив ает устройство в исходное состояние. При поступлении команды Пуск она проходит ч;ерез эле;мент ИЛИ 13 на вход S-триггера 17, устанавливает последний в состояние . При этом на втором вы;ходе блока 7 управления появится . , а на первом - О.. Приокончании цикла работы на второй вход блока 7 управления поступает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 14, поступит на вхбд R триггера 17, триггер устаи установит все новится в устройство в исходноесостояние. Ч рез некоторое время, равное времени задержки элемента 15, тот же «м пульс, пройдя чере.з элемент ИЛИ 13 на вход триггера 17 установит его и устройство начнет новый цикл работы. Время задержки элемента 15 равно времени необходимом дпя установки ,узлов устройства в и ходное состояние. . . При обработке устройством всей программы, на выходе счетчика (цик лов) 8 появится импульс, который, поступив на второй вход, блока 7 уп |равления начала отсчета и пройдя через элемент ИЛИ 14, поступит на вход R триггера 17 и установит его в О, в результате чего произойдет выключение устройства. Условимся считать; наличие потенциала на входе или выходе.какого-либо узла Эа , а его отсутствие - О. Устройство работает следующим образом. При .включении питания, на первом выходе блока 7 управления начгша отсчета появляется импульс, который блок 5 исустанавливает в полнительных элементов, счетчик 9, счетчик 12 .программ непосредственно и через элемент ИЛИ 6 - формиро- .. ватель 2 временн ых интервалов. После прихода командн / : Пуск на втором выходе блока .управлекоторая, посния появляется тупив .на второй вход формирователя, открывает первый-вход формирователя 2. Импульсы с выхода генератора 1 импульсов через вход формирователя 2 начинают поступать на вход делителей 19-21.частоты, расположенных в формирователе 2. Временные интервалы с выхода формирователя 2 поступают на вход блока 3 набора программ. Блок 3 набора программ имеет следующие выходы: первый - выход импульса конца цикла, второй -выход кода числа циклов, третий - выход наборных полей, четвертый - выход кода числа повторений подпрограмм. . Кроме того, команда Пуск устанавливнет в О счетчик (циклов) 8 и через элемент ИЛИ 11 записывает- 1 в счетчик 12 (подпрограмм). Счетчик 12 (подпрограмм) своим кодом управляеткоммутатором 4, который при .записи в счетчик 12 (подпрограмм) подключит выходы наборного поля первой подпрограммы к выходам блока 5 исполнйтельных элементов, входу счетчика 9 и второму .входу элемента ИЛИ 6, а второй выход блока 3 соединит с вторым входом блока 10 сравнения. В момент окончания первой подпрограммы, импульс окончания подпрограммы с третьего выхода коммутатора 4 запишет в счетчик 9, пройдя через первый элемент ИЛИ б, установит в О делители 19-21 формирователя 2. После этого начнется повторение первой подпрограммы. Так продолжается до тех пор, пока код счётчика 9 не совпадает с кодом, установленным в блоке 3 набора программ. При совпадении кодов на выходе блока-10-сравнения появляется , , которая через элемент ИЛИ 11 записывается в счетчик 12 (подпрограмм). Выходной код счетчика 12 (подпрограмм) изменится. Новый -код отключит выходы первой подпрограммы и подключит выходы наборного поля второй подпрограммы к выходам коммутэ ipa 4. Отработка второй и последующ « прдпр9грамм происходит аналогично, первой, .. При окончании последней подпрограммы, с первого выхода блока набора программы на счетный вход счетчи.ка 8 (циклов) поступит импуль . и запишет в этот счетчик. Кр ме того, этот же импульс поступит на третий вход блока 7 управления, который сформирует сигнал установ.ки. Сигнал установки с первого выхода этого блокапоступит .в описан ные цепи установки. Посл-е прохож-. дения ригнала установки на втором выходе блока 7 появится , которая разрешит прюхождение импульсов с выхода генератора 1 импульйов на вход делителей 19-21, расположенных в формирователе 2, и цикл работы устройства повторится. Программа повторяется до тех пор, пока навыходе счетчика 8 (циклов)не появится импульс, который, поступит на второй вход блока 7,остано вит piaботу устройства. .При повторном поступлении коман ды Пуск программа, установленная в блоке 3 набора программы ;ПОвторится. При выходе из строя формирователя 2 на его втором выходе появляется команда Авария, На первый вход формирователя 2 поступают импулъсы с выхода генератора 1 импульсов, на второй вход сигнал, установки делителей в О, на-третий вход - сигнал рдгз :решения счета. При.включении устройства на вто ром входе формирователя появляется сигнал установки, который устанавливает делители 19-21-частоты в О. С приходом команды Пуск сигнал установки пропадает а на третьем входе формирователя 2 появляется сигнал разрешения счета. Первый элемент И 18 открывается и счетные импульсы с первого входа поступают через элемент И 18 на вх ды делителей 19-21 частоты. Блок 2 .резервирования обеспечивает непрёрывное прохождение кода с выходов делителей 19-21 частоты на вход дешифратора 27 как при нормальной работе, так и при сбое одного из трех делителейi Пусть 0, 1) , С - выходы одноимен ных разрядов первого, второго и третьего делителей частоты, а d выход одного разряда блока 26 резе - - . . -т м вирования. Тогда «fee Ус«Ъсус Ьсу«Ъс d илиоЬ(сУс)у c(i)cvabc d (фигi6). При.сбое любого делителя в формирователе 2 предусмотрена его авт магическая установка. Входы устано каждого делителя 19-21 связаны через .5 блоки 22-24 установки делителей с выходами соответствующих разрядов ведущего делителя. Схема (фиГ.З) построена так, что делитель 19 является .ведомым по отношению к делителю 20, а делитель 20 является ведомым к делителю 21, а делитель 21 - к делителю 19. Таким образом, ведслше , делители через блоки 22-24 установки подстраиваются под ведущие и в случае сбоя, ведомый делитель а-в- . томатически устанавливается под ведущий по команде, формируемой логическим блоком 25 автоматической установки делителей частоты. Если делитель -за определенный интервал.вреЧ мени не установлен, то логический . блок 25 формирует команду Авария. Работа делителя 21 изображена на фиг.7.; . Пусть с, 1Ь ,с выходы одноименных разрядов первого, второго и третьего делителей частоты соответ.ственно, а d команды на ус о- , 2 тановку первого, второго и третьего делигтелей в случае их сбоя.При син хронной работе делителей . При сбое первого делителя Ъ с а. В этом, случае на выходе d. появится . 1, которая поступив в блок 23 установки первого делителя, установит его под второй делитель 20. При 0( с /Ъ на выходе А. появится Ч , которая установит делитель 20 под третий 21,. а при « Ъ т с делитель . ; 21 установится командой с выхода dT под делитель 19. Схема устанонки . одного разряда делителя приведена , на фиг. 7. .... Команды на установкуделителей со ; всех разрядов объединяются .через эле-. менты ИЛИ 30 и подаются на блок ус- тановки соответствующего делителя. При синхронной работе всех делите-лей элемента ИЛИ 37 (фиг.7),-а значит и на :R входе триггера 39 и его О . При сбое одвыходе имеется ного из делителей на выходе эле1 , котомента ИЛИ 37.появится рая пройдет на цервый вход элемента И-НЕ 36 непосредственно, а на второй вход через элемент 38 задержки. ЕСЛИ за время задержки неисправный делитель не -установится, то триггер 17 опрокинется и на его выкомандаходе появится рия. . Таким образом, предлагаемое устройство благодаря определенному структурному построению схемы обеспечивает формирование нескольких подпрограмм, которыёвходят в цикл аботы устройства, причем Кс( них может быть повторена необходимое число раз внутри цикла работы и то, в нем обеспечена коммутация на различные исполнительные органы, причем обеспечивается не только их включение, но и выключение. Это обеспечивает более mrfpoкие функциональные возможности предлагаемого устройства, прзволяет оперативно, с меньшими затратами времени перестраивать и отрабатывать программу. Кроме того, в предла- 1гаемом устройстве формирователь вре|менных интервалов построен так, что исключает искажение программы. в ре зультате сбоя делителей, которые фор

pnww мируют временные интервалы и повышает Нсщежность устройства. Если учесть, что вышедший из строя делитель автоматически восстанавливает свою работоспособность, то вероятность безотказной работы предлагаемого устройства оказывается еще выше. Высокая надежность предлагаемого устройства исключает искажение программы, а это исключает возможность брака при нарушении технологического процесса.

ФигЗ

ФигЛ

ВьпС W-/

а

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММЙО-ГО УПРАВЛЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИМИ. ПРОЦЕССАМИ, содержащее первый элемент ИЛИ, .последовательно соединенные первый генератор импульсов, формирователь временных интервалов и блок набора программ, блок исполнительных элементов, отличающее.с я тем что, с целью расширения функциональных возможностей путем оперативного изменения временного интервала,-, повышения быстродействия и надежности устройства, в него введены коммутатор, три счетчика импуЛьсов, блок срав нения, второй элемент ИДИ и блок управления, подключенный первым входом к сбросовому входу первого счетчика импульсов, к первому входу первого элемента ИЛИ и к шине пуска, вторым входом - к выходу первого счетчика импульсов, третьим входом - к счетному входу первого счетчика импульсов и к. первому выходу блока набора программ, первым выходом - к установочным входам исполнительных элементов, второго и третьего счетчиков импульсов и к первому входу второго элемента ИЛИ, а вторым.выходом - ко второму входу формирователя временных интервалов, соединенного третьим входом с выходом второго элемента ИЛИ, подключенного выходом ко входу блока набора программ, связанного вторым выходом с установочным входом первого счетчика импульсов, а третьим и четвертым выходами - с первыми входами коммутатора, подключенного вторым входом к выходу третьего счетчика, первым выходом - к информационному входу блока, исполнительных эле-, ментов, вторым выходом - к первому входу блока сравнения, а третьим йыходом - ко второму входу второго элемента ИЛИ и к счетному входу второго счетчика импульсов, соединенного выходом со вторым входом блока . (О сравнения, подключенного выходом ко второму входу первого элемента ИЛИ, связанного выходом со счетным входом третьего счетчика. 2. Устройство по П.1, о т л и чающее с я тем, что блок управления содержит третий элемент ИЛИ, соединенный первым входом с первым входом блока управления, а вторым NI входом - с выходом элемента задержки, подключенного входом и третьему оо входу блока, управления и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, свяСП занного вторым входом со вторым со входом блока управления, третьим к1 входом - с выходом второго генератора импульсов, а выходом - с R-BXOдом RS-триггера, подключенного Sвходом к выходу третьего элемента ИЛИ, а прямым и инверсным выходами соответственно - ко второму и первому выходам блока управления.

0МХ.

т-г

ь

Вт. Vt-3 С

а

31

-J

37

2

33

32

Фи&7

Жй

ария