Устройство для программного управления Советский патент 1985 года по МПК G05B19/08 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах программного управления металлообрабатывающих станков и автоматов.

Известно устройство для циклового программного управления, содержащее блок датчиков положения, последовательно соединенные генератор импульсов, ключ, первую схему И, блок распределения импульсов, блок набора программ и блоки управления, а также .формирователь режимов, анализатор, второй элемент И, блок задержки, инвертор и триггер у .

Однако данное устройство имеет ограниченную область применения вследствие того, что управление следующим тактом программы осуществляют по совпадению сигналов, поступающ на вторую схему И от триггеров блока управления и сигналов датчиков, т.е. включенному или выключенному состоянию каждого триггера управления должно однозначно соответствовать определенное состояние соответствующего датчика. Если этого соответствия нет то включение следующего такта программы не происходит. Поэтому данное устройство неприемлемо для управлени оборудованием, в котором исполнитель ные механизмы могут под действием одной команды вызывать последовательное переключение различных датчиков, или если датчики переключаются под воздействием нескольких механизмон.

Кроме того, недостатком устройства является также сложный процесс программирования, так как при подготовке устройства к работе необходиМО предусматривать все возможные варианты аварийных ситуаций, могущих возникнуть на объекте управления, и разрабатывать применительно к каждому объекту управления свои блоки формирователя режимов и анализатора. При смене программы работы объекта или при его доработке треб5|ется также доработка указанных блоков, т.е. в набор логических элементов, входящих в состав блоков, необходимо вводить новые элементы, соответствующие новым возможным аварийным ситуациям.

. Наиболее близким к данному изобре тению является устройство, содержащее датчики положения, последовательно соединенные генератор импульсов.

элемент И, блок распределения импульсов, блок набора программы, элементы ИЛИ и триггеры, а также первый блок задержки, соединенный с блоком набора программы, и второй блок задержки, включенный между блоком набора программы и блоком распределения импульсов /ij.

В устройстве каждый датчик положения опрашивается только в определенном такте пpoгpaммЫj а его состояние в других тактах не контролируется. Поэтому при неисправности датчиков или при самовключении механизмов цикл не прерывается, что привдит к аварийным ситуациям или браку продукции, т.е. устройство имеет низкую надежность.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программного управления, содержащее генератор импульсов, подключеинь) выходом к первому входу первого элемента И, соединенного вькодом со счетным входом счетчика импульсов, подключенного разрядными выходами ко входам блока набора программы, связанного первым и вторым выходами через первый и второй элементы задержки соответственно со входом обнуления счетчика импульсов и совторьв4 входом первого элемента И, а третьими выходами через первые элементы ИЛИ с единичными и нулевики входами триггеров, датчики положений, введены пороговьй элемент, вторые элементы И, вторые элементы ИЛИ, блок индикации и по числу датчиков положения элементы ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, подключенные первыми входами к выходам соответствующих датчиков положен1 1я, вторьми входами - к выходам соответствующих вторых элементов ИЖ, а выходами - к третьим входам первого элемента И, ко входам блока индикации и ко входам порогового элемента, соединенного выходом с первыми входами вторых элементов И, подключенных вторыми входами к прямьа выходам тригеров, причем входы вторых элементов ИЖ связаны с четвертыми выходами блока набора программы.

На чертеже представлена блок-схем предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, элемент И 2, счетчик импульсов 3, блок 4 набора программ, первые 5 и вторые 6 элементы ИЛИ, триггеры 7, вторые элементы И 8, первый 9 и второй 10 элементы задержки, датчики 11 положения, элементы 12 5 ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, блок индикации 13, пороговый элемент 14.

Блок.4 набора программ представляет собой наборное поле, в котором между входами и выходами блока мето- О дами штеккерных соединений, пайки или накрутки установлены перемычки (электрические связи).

В данной программе весь цикл автоматической работы разбит на отдель- 15 ные такты. Под тактом понимают промежуток работы устройства, в котором не происходит переключений ни одного датчика 11 положения и ни одного исполнительного механизма объекта 20 управления. Каждое переключение означает переход к новому, (Следующему по порядку такту. Такты последовательно пронумерованы и номера соответ ствуют номерам выходов кольцевого 25 счетчика 3, начиная с исходного, т.е. такту номер один соответствует первый выход счетчика, номер два - второй и т.д.

Причем ко входам первых элемен- зд тов ИЛИ 5 подключают перемычками 4 набора программ те выходы счетчика 3, в тактах программы которых триггер 7 переводят соответственно в единичное или нулевое состояние, j. т.е. включают или выключают соответ- ствунндие триггерам 7 исполнительные еханизмы. Ко входам элементов ИЛИ 6 подключают выходы счетчика 3, в так- тах программы которых датчики, сответствующие элементам ИЛИ 6, Имеют включенное состояние.

Ко входам элемента 9 задержки одключен выход счетчика 3, соответствуншщй последнему такту программы, 5 а ко входам элемента 10 задержки выходы счетчика 3, соответствующие тактам, в которых по программе рабо ты предусмотрены выдержки времени ежду тактами.JQ

Элементы 12 ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ служат ля определения соответствия вклюенного или выключенного состояния атчиков 11 заданному состоянию.

Т.е., логическое значение сигнала 5S т датчика 11 на первом входе элеента 12 соответствует логическому начению сигнала, на втором входе.

поступившему из блока 4 набора программы через элемент ИЛИ 6 то на выходе элемента 12 ;ЭКВИВАПЕНТНОСТЬ разрешакнций сигнал. Если значения сигналов не соответствуют друг другу то на выходе элемента 12 - запрещающий сигнал.

Блок индикации 13 служит для визуального отражения порядковых номеров входов или, другими словами, порядковых номеров датчиков И положения по которым поступают запрещающие сигналы.

Пороговый элемент 14 определяет количество поступающих на его входы запрещаюищх сигналов. Если одновременно на его входах два и более запрещаювщх сигналов, то на выходе элемента 14 - также запрещающий сигнал, если один или их отсутствие - то на выходе элемента 14 - разрешающий сигнал.

Устройство работает следукицим образом.

Объект управления и устройство для nporpafMHoro управления НАХОДЯТСЯ в исходном состоянии. Датчик, определяющий начало автоматического цикла (например, переключатель), не включен. С нулевого (исходного) выхода счетчика 3 единичный сигналчерез пере№ 1чки блока 4 набора программ и элементы ИЛИ 6 поступает на те элементы 12 ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, датчики 11 которых фиксируют исходное состояние, и датчик 11, который определяет начало автоматического цикла. Поскольку объект в исходнсм состоянии, то все элементы 12 ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ формируют разрешакнций сигнал, кроме элемента 12, соответ твующего датчику 11 начала цикла. Запрещающий сигнал с выхода данного элемента 12 не разрешает прохождение импульсов генератора .1 через элемент И 2.. .

Далее включают данный датчик 11 (например, включают переключатель), т.е. включают цикл. Сигнал на выходе соответствующего датчику 11 элемента 12 ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ меняется на разрешающий. Импульс генератора 1 проходит на счетный вход (кольцевого) счетчика 3 и переключает счетчик. Единичный сигнал формируется на первом выходе счетчика 3 (на остальных выходах при этом нулевой сигнал), т.е. включается первый такт програм5мы. Единичный сигнал С первого выхода счетчика 3 через перемычки блока 4 набора программ, элементы ИЛИ 5 триггера 7 и элементы И 8 поступает на соответствующие исполнительные механизмы и вызывает их срабатывание. Одновременно сигнал первого такта через блок 4 и вторые элементы ИЛИ 6 поступает на элементы 12 ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ. С выхода одного из них, датчик 11 положения которого должен дать разрешение на включение второго такта программы, на элемент И 2 поступает запрещающий сигнал. Последний не разрешает прохождение импульсов через элемент И 2. Счетчик 3 не переключается. По достижению исполнительными механизмами данного датчика 11 положения соответствующий ему элемент 12 формирует разрешающую команду. Элемент И 2 пропускает импульс, счетчик 3 переключается. Единичный сигнал присутствует теперь только на его втором выходе. Он через блок 4 набора программ, элементы ИЛИ 5, триггеры 7, элементы И 8 вызы вает необходимые по программе переключения исполнительных механизмов. Одновременно на выходе элемента 12 ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, соответствующего датчику П начала третьего такта, формируется запрещающий сигнал. По достижении исполнительными механизмами данного датчика 11 происходит включение такта три и т.д. по цик лу. Сигнал, поступивший на выход сче чика 3, соединенный со входом элемента 10 задержки вызьюает появление на его выходе запрещающего сигнала. Он поступает на вход элемен та И 2 и запрещает прохождение через него т пупьсоа генератора t. По истечении выдержки времени блока 10 устройство продолжает отработку программы. По достижении устройством последнего такта программы единичный сигна 5 с соответствующего выхода счетчика 3 через блок 4 попадает на вход элемента 9 задержки. Элемент 9 формирует при этом кратковременньй сигнал, достаточный для перевода циклического счетчика 3 в нулевое (исходное) состояние. Данный сигнал поступает на вход установки счетчика 3 в нулевое состояние и переключает его. Устройство готово к новому циклу работы. Если во время отработки программы возникает неисправность, например неисправность датчика 11 положения или самовключение исполнительного механизма, то происходит незапрограммированное переюдачение определенньлх датчиков 11 положения. Условие эквивалентности на входах элементов 12 ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ нарушается. На входы элемента 14 (логический порог 2) поступают два или более запрещающих сигнала. Элемент 14 также формирует за- прещаюр ий сигнал, поступающий на первые входы вторых элементов И 8, выдача управлякщих команд на объект управления прекращается и его исполнительные механизмы останавливаются, чем достигается высокая надежность устройства. На блоке индикации 13 при этом отображены номера ;входов или, другими словами, порядковые номера датчиков 11, фикснрующнк ненормальный режим работы обьекта управления, что существенно облегчает последующий ремонт объекта. Применение изобретения позволяет защищать исполнительные механизмы объекта управления от повреждений при аварийных ситуациях. Кроме того, на индикаторе В1едается оперативная информация о ходе работы устройства и о характере возникающих сбоев, что существенно облегчает последующий ремонт оборудования.

УСТРСЖСТВО Ш1Я .ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее генератор импульсов, подключенный выходом к первому входу первого элемента И, соединенного выходом со счетным входом счетчика импульсов, подключенного разрядньачи выходами к входам блока набора программы, связанного первым и вторым выходами через первый и второй элементы задержки соответственно с входом обнуления счетчика импульсов, с вторьм входом первого элемента И,- а третьими выходами через первые ИЛИ - с единичными и .нулевыми входами триггеров, датчики положений , -отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены пороговый элемент, вторые элементы И, вторые элементы ИЛИ, блок индикации и по числу датчиков положения элементы ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, подключенные первыми входами к выходам соответствуюв их датчиков положения, вторыми входами - к выходам соответствующих вторых элементов ИЛИ, ve а выходами - к третьим входам первого элемента И, к входам блока индикации ик входам порогового элемента, соединенного выходом с первыми входами вторых элементов И, подключенных вторыми входами к прямым выходам триггеров, причем входы вторых элементовИЛИ связаны с четвертыми выходами блока набора программы. 9д М &п ЭО &1