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

(X) -4

11

Изобретение относится к системам автоматического управления и может быть использовано для управления дискретными технологическими процессами, в частности промышленными роботами, манипуляторами, а также подъемно-транспортными, складскими и другими дискретными технологическими объектами.

По основному авт.св. № 1089550 известное устройство для дискретного управления содержит первый регистр, подключенный первыми информационными входами к входу устройства, а вторыми информационными входами - к выход блока временных интервалов, первый и второй блоки памяти, счетчик адреса, второй регистр, блок сравнения, блок управления, индикатор и генератор импульсов, подключенный выходами к первому входу блока управления, . соединенного первым и вторым выходами с управляющими входами соответственно первого и второго регистров, третьими выходами - с первыми входами блока индикации, с входами блока временных интервалов, с первыми выходами второго регистра и с первыми информационными входами второго блока памяти, а четвертыми выходами с вторыми входами блока индикации, с вторыми выходами второго регистра и с вторыми информационными входами второго блока памяти, подключенного первым и вторым управляющими входами соответственно к первому и второму управляющим входам первого блока памяти и к пятому и шестому выходам блока управления, связанного седьмым выходом со счетным входом счетчика адресов, подключенного выходами каждого разряда к соответствующим адресным входам первого и второго блоков памяти и к третьим входам блока индикации, соединенного четвертыми входами с выходом первого регистра, с первыми входами блока сравнения и с информационными входами первого блок памяти, подключенного выходами к вторым входам блока сравнения, связа ного выходом с вторым входом блока управления

Недостатком известного устройства является снижение надежности управления объектами, которые характери3уются наличием люфтов исполнительны механизмов или неустойчивостью переходных процессов отдельных датчиков.

502

При управлении такого рода объектами могут появляться сбои в кодах отдельных входных ситуаций, что связано с нарушением технологического цикла.

Необходимо обеспечить возможность выборочного повьш1ения надежности считывания отдельных кодовых ситуаций, подверженных сбоям, без аппаратного резервирования системы управления и разработку специального программного обеспечения.

Цель изобретения - повышение надежности управления путем обеспечения возможности выборочного автоматического контроля кодов входных ситуаций с заданной кратностью проверки каждой из ситуаций.

Указанная цель достигается Teivi, что в устройство для дискретного управления дополнительно введены последовательно соединенные вычитающий счетчик, элемент ИЛИ, злемент НЕ и элемент И, выход которого соединен с вторым входом блока управления, а второй вход - с выходом генератора импульсов, первьй вход вычитающего счетчика подключен к выходу элемента НЕ, второй вход - к выходу блока сранения, а третий вход - к выходу первого блока памяти, четвертые выходы блока управления подключены к информационным входам первого блока памяти.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства для дискретного управления; на фиг.2 схема блока управления.

Устройство содержит первьй регист 1, блок 2 временных интервалов, первый блок 3 памяти, второй блок 4 памяти, второй регистр 5, блок 6 сравнения, счетчик 7 адресов, блок 8 индикации, генератор 9 импульсов, блок 10 управления, вычитающий счетчик 11 с параллельными входом и выходом, элемент ИЛИ 12, элемент НЕ 13 и элемент И 14.

Блок управления 10 содержит клавиатуру 15, формирователь импульсов 16 и переключатель 17.

Принцип работы устройства основан на распознавании состояний, выдаваемых совокупностью датчиков объекта .управления (в дальнейшем ситуаций), обозначенных на фиг. 1 как сигналы (Х(Х,.,,,.Х,..., X;,..., Xj), и выдаче команд управ3

ления на исполнительные механизмы сигналы Y(Y.,... Y) в соответстви с поступающими на вход устройства ситуациями.

Кроме того, в предложенном устройстве обеспечивается автоматическая проверка достоверности ситуаций в процессе управления объектом. При этом обеспечивается возможность при необходимости выборочной проверки отдельных ситуаций с различной кратностью проверки в зависимости от заданных технологических условий.

Привязка устройства к конкретному объекту и вводу соответствующего данному объекту алгоритма управления заключается в подключении входо X устройства к выходам датчиков, а выходов Y - к исполнительным механизмам объекта управления с последующей одноразовой имитацией технологического цикла с помощью блока 1 управления.

В процессе этой имитации в блок 3 памяти ситуаций автоматически зан сятся коды всевозможных технологических ситуаций, а в блок 4 памяти команд - соответствующие каждой ситуации коды команд управления.

Кроме того, алгоритм функционирования предложенного устройства в каждом конкретном случае может быть задан по заранее составленной временной диаграмме работыобъекта управления путем ее последовательного набора и ввода в устройство с клавиатуры блока 10 управления.

Устройство работает следующим образом.

в режиме ручного ввода информации (при установке устройства на выбранный объект управления) переклчатель 17 блока 10 управления переключается в нижнее положение (на фиг. 2 переключатель показан в верх нем положении, соответствующем режиму Работа). Ввод информации заключается в занесении с помощью клавиатуры 15 по выходам X и К в блок 3 памяти соответственно кодов ситуаций X и числа повторений контроля данной ситуации К, а по выходам Y в блок памяти 4 - кодов команд управления данным объектом. После набора заданной.кодовой комбинации на клавиатуре (совокупность нулей и единиц) нажатием кнопки на этой же клавиатуре запускается формирова1504

тель 16. Импульсом с выхода формирователя через переключатель 17 по цеп зап дается разрешение на запись

. информации в блоки 3 и 4 памяти, а также через другие контакты переключателя по цепи г переключается на код следующего адреса счетчик 7 адресов. В процессе ввода вводимая информация, кроме того, поступает на вход блока 8 индикации для визуального контроля правильности ввода. После окончания ввода кодов всех ситуаций и к-оманд управления переключатель 17 переключается в верхнее рабочее положение. Устройство работает автоматически с момента запуска генератора

импульсов 9. Сигналы Х, Х- с

датчиков объекта управления и сигналы Xj,..., Х с выходов блока 2 интервалов времени в виде комбинаций нулей и единиц (кода ситуаций) поступают на входы блока 6 сравнения. На другие входы блока 6 сравнения с заданной частотой параллельно-последовательно поступают коды ситуаций, записанные в ячейки блока 3 памяти ситуаций, которые считываются в момент подачи импульса с выхода генератора 9 импульсов через переключатель 17 по цепи чтн на управляющий вход блока 3 памяти. Одновременно на входы peiистра 5 из блока 4 памяти поступают коды команд. Каждому коду ситуации X, записанному в одну из ячеек блока 3 памяти, соответствует определенный код команд управления Y, который записан по такому же адресу в блоке 4 памяти. Блоки 3 и 4 памяти вьщают коды ситуаций и соответствующие коды команд управления синхронно с помощью счетчика 7 адреса, который в автоматическом режиме переключается импульсами генератора 9 импульсов по выходу цепи: вход д выход г (через переключатель 17) блока 10 управления, при этом после каждого изменения кодов адресов в блоках 3 и 4 памяти через переключатель 17 блока 10 управления (по цепи: вход в - выход чтн) подаются импульсы, разрещающие считьгаание информации, содержащейся в соответствующих ячейках блоков 3 и 4 памяти. При совпадении кода ситуации, поступившего на входы блока 6 сравнения со стороны регистра 1, и кода одной из ситуаций,подаваемых на вторые входы блока 6 сравнения с выходов блока 3 памяти,на выходе блока 6 сравнения вырабатывается импульс, который через переключатель 17 по цепи вход е выход б блока 10 управления поступает на управляющий вход регистра 5, в результате чего в последний заносится код команды управления Y, поступающей в данный момент на его входы с выхода блока 4 памяти. Этим кодом осуществляется включение или отключение исполнительных элементов объекта управления, а также элементов задержки блока 2 временных интервалов, задающего необходимые временные задержки. Одновременно по цепи вход е - выход а переключателя 17 импульсом с выхода блока 6 сравненияJподаваемым на вход регистра 1 ситуаций, последний устанавливается в исходное состояние. Таким образом, при каждом изменении кода ситуации X, поступающего на входы регистра 1 ситуаций, в регистр 5 (команд управления) записывается новая команда управления объектом Y

Отработка исполнительными механизмами заданного цикла заканчивается появлением на входах регистра 1 (ситуаций) новой комбинации сигналов X, которая, в свою очередь, вызывает появление на выходах регистра 5 (команд управления) новой комбинации сигналов Y, включающих и выключающих соответствующие исполнительные механизмы, и т.д.

Для обеспечения надежности считывания и приема ситуационных кодовых комбинаций в предлагаемом устройстве реализована возможность автоматического повторения и сравнения считываемых ситуаций заданное число раз отдельно по каждой ситуации.

Устройство работает следующим образом.

В процессе ввода каждой-из ситуаций X в соответствующую ячейку блока 3 памятп при необходимости вводится код числа повторений чтения и сравнений данной ситуации. Например,если для этой цели в блоке 3 памяти отведено два двоичных разряда, в зависимости от записанного в них двоичного числа К,количество повторных чтений может быть равно О, 1, 2 или 3. Если в указанных разрядах блока .3 памяти для данной ситуации записан код, равный нулю (так как число К не вводилось) , то работа устройства осуществляется без повторных чтений данной ситуации. При наличии в упомянутых

разрядах блока 3 памяти коДа числа К, отличного от нуля, данный код считывается одновременно со считыванием соответствующей кодовой ситуации и заносится в счетчик 11. В этом случае хотя бы на одном из выходов счетчика оказывается единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 12 поступает на вход элемента НЕ 13, и на выходе последнего появляется сигнал,

соответствующий логическому нулю. Этот сигнал поступает на один из входов элемента И 14, в результате на его выход д,а . следовательно, и на выход г блока 10 управления, не

проходит импульс с выхода генератора импульсов 9 и в счетчике 7 сохраняется код предыдущего адреса ячеек блоков 3 и 4 памяти.

В то же время по входу в блока 10 управления импульс с выхода генератора 9 импульсов в данном такте проходит через переключатель 17, и по выходу чтн разрешается повторное чтение кода ситуации по данному адресу. При совпадении кода ситуации X, принятого регистром 1, с кедом ситуации с выхода блока 3 памяти в блоке 6 сравнения вырабатывается импульс сравнения, которьш,,поступая

5 на счетный вход счетчика 11, вычитает из последнего единицу.. Если задано одно повторение, на выходах счетчика оказываются только нулевые сигналы, и, следовательно, нулевые сигналы на входах и выходе элемента ИЛИ 12, а на выходе элемента НЕ 13 появляется сигнал, равный логической единице, и в следующем такте импульс с выхода генератора 9 импульсов проходит через элемент И 14 на вход в блока 10 управления. Далее через переключатель 17 этот импульс по цепи г с выхода блока 10 управления увеличивает на единицу содержимое

0 счетчика 7, разрешая считывание информации с блоков 3 и 4 памяти по следующему адресу. Если же в счетчике 11 записан код больше единицы, то происходит соответствующее

5 число повторных считываний и сравнений до момента равенства нулю содержимого счетчика. Для исключения возможности повторных занесений р счетчик кода числа К до момента выполнения заданного кода считываний кода данной ситуации служит обратна связь между выходом элемента НЕ 13 и входом счетчика 11, разрешающим з несение кода К в последний. Если хотя бы в одном разряде счетчика имеется единичный сигнал, на выходе элемента ЙЕ 13, а следовательно, и на управляющем входе счетчика 11 нулевой, запрещающий, сигнал. Этот сигнал меняется на разрешающий толь ко после заданного числа сравнений и соответствующего числа совпадений кодов X, принятых и записанных в бл ке 3 памяти ситуаций, в результате которых из счетчика вычитается зада ное число единиц. Если в результате выполнения заданного числа повторны считываний число считываний не равно числу совЪадений кодов X, принятых регистром 1, с кодами, считанными из блока 3 памяти, процесс повторных считываний может либо повторять ся автоматически дальше, либо приостанавливаться оператором, посколь ку блоком 8 индикации индицируется один и тот же адрес с выхода счетчи ка 7 адресов, а также появляются одни и те же коды команд управления Y.. Практически на вход регистра 1 подана не предусмотренная технологи ческим режимом объекта ситуация. В случае случайных сбоев в работе отдельных датчиков объекта управления предложенное устройство автоматически продолжает, повторные считы508вания соответствующих ситуаций без выдачи команд управления до момента достижения заданного числа сравнений, после чего продолжает осуществлять заданный алгоритм управления. Преимуществом предложенного устройства по сравнению с известным является его более высокая надежность, которая обеспечивается исключением возможности выдачи ошибочных управляющих воздействий при наличии случайных сбоев в работе тех-, нояргического оборудования или в системе датчиков объекта управления. Возможность выборочного задания различного числа повторных считываний и сравнений кодов входных ситуаций обеспечивает достижение заданных показателей надежности системы управления, в которой используется предложенное устройство. Причем заданная надежность системы управления обеспечивается в широких пределах одним и тем же составом аппаратных средств. Применение предложенного устройства для управления процессом укладки кирпича позволяет получить экономический эффект (не менее 20,0 тыс. руб.) на одно устройство в основном за счет исключения необходимости программного обеспечения, используемого в системах управления, создаваемых на базе программируемых контроллеров, снижения аппаратурных затрат повышения надежности и упрощения обслуживания системы управления.

X j,M /К

««

I

/

17

1, Cl

Зап,

/б

чтн

//г./

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО УПРАВЛЕНИЯ по авт.св. № 1089550, отличающееся тем, что, с целью повьшения его надежности, в него дополнительно введены последовательно соединенные вычитающий счетчик, элемент ИЛИ, элемент НЕ и элемент И, выход которого соединен с вторым входом блока управления, а второй вход - с выходом генератора импульсов, первый вход вычитающего счетчика подключен к выходу элемента НЕ, второй вход - к выходу блока сравнения, а третий вход - к выходу первого блока памяти, четвертые выходы блока управления подключены к инф.ормационным.входам первого блока памяти. (Л