Устройство для программного управления Советский патент 1985 года по МПК G05B19/18 G05B19/425 

счетчика импульсов и к второму входу первого элемента ИЛИ, а третьи выходы блока ввода через преобразователь код - код - к вторым информационньм входам блока памяти.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО, УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок ввода, подключенньй первым и вторым выходами соответственно к первому информационному входу и входу Запись, блока памяти, подключенного первым вькодом к информационному входу блока вывода, а вторым выходом к первым входам блока сравнения, соединенного вторыми входами с выходом коммутатора, подключенного первым и вторым информационными входами к разрядным вькодам соответственно первого и второго счетчиков импульсов, блок управления, содержащий первьй, второй, третий и четвертый элементы И, генератор тактовых частот, подключенный первым выходом к первым входам первого и второго элементов И, регистр адреса и счетчик адреса, о т л к ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения одновременности переключения исполнительных элементов в пределах одного такта времени, в него введен преобразователь код-код, а в блок управления - блок совпадения, первьй. второй и третий элементы ИЛИ и блок запуска, подключенный выходом На чальная установка к первым входам первого и второго элементов ИЛИ и к входам обнуления второго счетчика импульсов и блока вывода, входом - к выходу третьего элемента И, а выходом Пуск - к входу генератора тактовых частот, соединенного вторым выходом со счетным входом первого счетчика импульсов и с первым входом четвертого элемента И, подключенного выходом к управляющему входу коммутатора, а РТОрым входом к выходу блока совпадения, к второму входу второго элемента ИЛИ, к второму входу второго элемента И, к счетному входу второго счетчика импульсов и к первому входу третьег.о элемента И, связанного вторьм входом с выходом блока сравнения, с управляющим входом блока вывода и с вторым входом первого элемента И, подключенного выходом к первому входу третьего элемента ИЛИ,, соединенного вторым входом .с управляющим входом регистра адреса и с вторым выходом блока ввода, а выходом - со счетным входом счетчика адреса, подключенного входом обнуления к выходу первого элемента ИЛИ, а разрядными выходами - к адресным входам блока памяти, к информационней входам регистра адреса и к первым входам блока совпадения, соединенного вторыми входами с выходом регистра адреса, причём выходы второго элемента ИЛИ и второго элемента И юдключены соответственно к входу обнуления первого

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использованр в быстродействующих системах управления экспериментальными установками при исследовании быстропротекающих процессов.

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения одновременности переключения исполнительных элементов в пределах одного такта времени.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2структурная схема блока управления.

Устройство содержит блок 1 ввода блок 2 памяти, блок 3 сравнения, коммутатор 4, первый 5 и второй 6 ечетчики импульсов, преобразователь код-код 7, блок 8 вывода и блок 9 управления, который состоит из блока 10 запуска, генератора 11 тактовых частот, счетчика 12 адреса, регистра 13 адреса, блок 14 совпадения первого 15, второго 16 и третьего 17 элементов ИЛИ, третьего 18, первого 19, второго 20 и четвертого 21 элементов И.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально записывается программа управления исполнительными устройствами, представляющая собой совокупность управляющих команд, записываемых в блок 2 памяти посредством блока 1 ввода и преобразователя код-код 7 в порядке, соответствующем очередности их исполнения во времени. Каждая управляющая команда записывается в блок 2 памяти пО одному адресу и состоит из двух частей - кода времени исполнения 1 оманды и кода состояния каналов, причем код времени записывается непосредственно с блока 1 ввода в

двоичной форме, а код состояния каналов первоначально преобразуется преобразователем 7 к позиционному виду, когда каждому управляющему

каналу отведен один разряд кода.

Запись единицы в любом разряде кода соответствует включенному, а запись нуля - отключенному состоянию соответствующего канала управления,

Запись программы производится следующим образом.

С помощью клавиатуры, входящей в состав блока 1 ввода (фиг. 1), набираются код времени и код состояния каналов очередной команды. Затем с первого выхода блока 1 ввода подается сигнал на управляющие входы блока 2 памяти и блока 9 управления. В блоке 9 управления

(фиг. 2) сигнал поступает на управляющий вход регистра 13 адреса и через второй элемент ИЛИ 16 на счетный вход счетчика 12 адреса. Передним фронтом данного сигнала

производится запись кода очередной команды в блок 2 памяти по адресу, подаваемому на адресные входы блока 2 с выходов счетчика 12. Кроме того-, код адреса записываемой команды запоминается в регистре 13, информационные входы которого связаны с адресными щинами блока памяти. I.

Задним фронтом сигнала производится формирование в счетчике 12 адреса следующей команды. Следующий адрес подается в блок 2 памяти и подготавливает его для записи следующей команды. Таким образом производигся поочередная запись всех управляющих команд программы. Последней в блок 2 памяти записывается служебная команда, в которой вместо кода времени выполнения команды

записывается код количества циклов ;повторения программы. В регистре

13 фиксируется адрес последней служебной команды.

Перед началом работы с выхода блока 10 запуска подается сигнал начальной установки,поступающий на выходы обнуления счетчика 6 импульсов и блока 8 вывода, через элемент 15 ИЛИ на вход обнуления счетчика 12 адреса и через элемент 17 ИЛИ на вход обнуления счетчика 5 импульсов. Данным сигналом производится установка устройства в исходное состояние.

Сигналом Пуск, поступающим с выхода блока 10 запуска, производится включение программного устройства. Сигнал Пуск поступает па вход генератора 11 тактовых частот. На его выходах появляются две противофазные частоты F, и Fj. Импульсы частоты Р подаются на счетный вход первого 5 счетчика импульсов, в котором производится счет текущего времени. Код текущего времени с ныхо;ов первого 5 счетчика через комм: татор 4 подается на вторые входы блока 3 сравнения, на первые входы которого подан код времени выполнения первой команды с вторых выходов блока 2 памяти.

При совпадении кодов текущего времени и времени выполнения команды с выхода блока 3 сравнения подается сигнал на управляющий вход блока 8 вывода и устанавливает код на выходах данного блока в соответствии с кодом состояния каналов, подаваемым на его информационные входы с первых выходов блока 2 памяти. Кроме того, сигнал с выхода блока 3 сравнения подается в блок управления 9 и открывает элемент И 19. Сигнал тактовой частоты F через элемент 19 И и элемент 16 ИЛИ переключает счетчик 12 адреса, и в адресных шинах формируется код адреса следующей команды. На выходах блока 2 памяти появляется код следующей команды, которая выполняется аналогично при совпадении кодов текущего времени и кода времени вьшолнения этой команды.

Таким образом, поочередно выполняются все управляющие команды программы. При появлении на выходах счетчика 12 адреса последней слу- жебной команды происходит совпадение кодов текущего адреса и адреса последней команды на входах блока 14 совпадения. При этом сигнал с вьгхода блока 14 совпадения открывает элементы И 18, 20, 21. Сигнал тактовой частоты F, через элемент 21 И поступает на управляющий вход коммутатора 4 и подключает к вторым входам блока 3 сравнения выходы

Q счетчика 6 импульсов, в котором производится счет количества отработанных циклов повторения программы. Если не происходит совпадения кодов .на входах блока 3 сравнения, то

5 сигналом с выхода блока 14 совпадения через элемент 17 ИЛИ произво-: дится сброс в исходное состояние счетчика 5 импульсов и через элемент 20 И и элемент 15 ИЛИ сигналом

Q тактовой частоты Т„ сбрасывается в исходное состояние счетчик 12 адреса. Задним фронтом сигнала с блока 14 совпадения в счетчике 6 импульсов производится увеличение на единицу

5 кода количества отработанных циклов программы.

Таким образом, при появлении на выходе блока 2 памяти слежубной команды производится установка уст- ройства в исходное состояние, а затем повторяется новый цикл отработки программы. Когда отработано заданное число циклов повторения программы, в момент появления на выходе блока 2 памяти служебной команды произойдет совпадение кодов на входах блока 3 сравнения и сигнал ,с его выхода через открытьй 18 элемент И сбросит в исходное состояние блок 10 запуска и прекратит подачу сигнала Пуск на вход генератора 11 тактовых частот. Дальней-шая отработка программы заблокируется. Для повторного запуска устройства необходимо с блока 10 запуска подать сигнал начальной установки, а затем сигнал Пуск.

Устройство позволяет достичь высокого бь1стродействия за. счет изменения состава и структуры блока управления, реализующего ,совершенный алгоритм работы, при котором очередность вьптолнения команд зада:ется порядком их записи в блок

памяти, в каждом такте счета текущего времени анализируется только одна очередная управлякщая команда. Быстродействие предлагаемого устройства может быть оценено по значению минимального такта счета текущего времени, которое может быть рассчитано по формуле

Ч ta.

Win

t., - время считывания команды

где из блока памяти-,

tq время анализа команды. Расчет такта текущего времени показывает, что быстродействие предлагаемого устройства ограничивается только временем считывания и анализа управляющей команды и не зависит от количества команд в программе

т

ГГ J

лФ«гГ

управления. Количество команд в программе управления сложной физической установкой обьхчно колеблется 5 от десяти до ста.

Таким образом, предлагаемое-устройство дает вьигрыш в быстродействии на два порядка по сравнению с прототипом.

Предлагаемое устройство обеспечивает одновременность переключения нескольких исполнительных устройств в любом сочетании за счет позиционного кодирования состояний выходных каналов, осуществляемого блоком формирования кода состояний каналов.

л,

:

„Пуск Нач. уст.

w

15

IS

«

13

12

f Ф в F

11

fc

13

13

20

6 SJ

JS.

Л

п

(риг. 2