Устройство для программного управления Советский патент 1986 года по МПК G05B19/18 

ной программе или при .обработке и .анализе сигналов с датчиков, имеющих частотный выход. При пуске устройст- ва импульс управления через элемент ИЛИ 9 поступает на вход, регистра 13 и устанавливает его на первую команду, с выходов регистра 13 сигнал высокого уровня поступает на вход элемента И-НЕ 12.1, подготавливая его к работе, а сигнал ни:|кого уровня поступает на.вход 4лЬка набора программ lAj -a с его выхоДа - на испол- нительные элементы 15И...15.п. Уст- .ройство работает-в днух режимах, ко- торые программируются на блоке набора программ 14. В первом режиме - подача команд управления на исполнительные устройства по заданной временной программе - сигнал низкого уровня с выхода блока набора программ, 14 запрещает работу элементов ИЗ, 20 и блока сравнения кодов 24, а также через элемент НЕ 19 разрешает работу элементов 44, 21. С выхода генератора импульсов 22 импульсы поступают на входы распределителя такто- в.ого интервала времени 5, на рдин. из вторых входов которого с выхода блока набора программ 14 поступает сигнал высокого уровня, разрешающий прохож- ;дение импульсов через элемент И 4 на счетный вход счетчика 6, а с выхо1

Изобретение относится к автомати- зации и управлению и предназначено для использования в системах программного управления различными технологическими процессами, например для управления технологическим процессом производства катализаторов, особенность которого заключается в том,что устройство управления, кроме подачи команд управления на исполнительные устройства по заданной временной программе, должно подавать команды управления после обработки и анали- за сигналов, поступающих с датчиков, частотный выход и расположенных на объекте управления

Цель изобретения - расширение функциональнох возможностей устройда последнего -разряда - на счетный вход счетчика 7. С выходов счетчиков 6 и 7 двоично-десятичньй код поступает на блоки памяти 17, 23, 25, а через согласующие блоки 11 - на входы задатчиков кодов 10. Формирователь импульсов 16 запрещает работу блоков памяти 7, 23 и разрешает работу блока памяти 25. С выходов блока памяти 25 код поступает на блок индикации 26. При совпадении.кода на выходе счетчиков 6 и 7 и кода, набранного.на задатчиках кодов 10 для первой программы, на его выходе появляется сигнал, которьй через элемент И-НЕ 12.1 поступает на триггер 18 и через элемент НЕ 27 - на элемент И 21. С формирователя импульсов 16 импульс опроса поступает через элемент И 21 и через элемент ИЛИ 9 на вход регистра сдвига 13 и производит сдвиг на вторую команду. Если на второй команде запрограммирован второй режим - подача команд на исполнительное .устройство после обработки и анализа сигналов с д.ат- чиков, имеющих частотный выход, - .сигнал высокого уровня с блока набора программ 14 разрешает работу элементов И 3, И 20, блока сравнения кодов 24 и запрещает работу через элемент НЕ 19 злементовИ 4,И21.2 ил.

ства за счет подачи команд управления на группу исполнительных элементов по. заданной временной программе или после обработки и анализа сигнаов датчиков, имеющих частотный выход. .

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

На фиг. 2 обозначено: а - выход распределителя-усилителя сигналов распределителя-усилителя сигналов о датчиков , б - пятый выход формирователя импульсов; в - выход делителя 1 { г - импульс опроса с шестого выхода формирователя импульсов д .- импульс

3 1241

сброса с первого выхода формироватея импульсов; и - напряжение, f - частота; t - время.

Устройство содержит делитель 1, распределитель-усилитель 2 сигналов 5 датчиков, содержащий элементы 2.1,.. . 2.П, первый злемент ИЗ, второй элемент И А, распределитель 5 тактового интервала времени, состоящий из элементов 5.1,..,,5.п, первый 6 и второйЮ 7 счетчики, триггер 8,.элемент ИЛИ 9, задатчик кодов 10, включающий в себя элементы 10.1, i.., Ю.п, согласующие блоки 11, элементы И-НЕ 12.1,..., 12.П, р.егистр сдвига 13, блок набора 15 программ 14, исполнительные элементы 15, формирователь импульсов 16, .блок памяти 17, триггер 18, элемент НЕ 19, четвертый 20 и третий 21 элементы И, генератор импульсов 22, блок йамяти 20 23, блок сравнения кодов 24, блок памяти 25, блок индикации 26, элемент НЕ -27. .

Делитель 1, выполненный на двоич.

но-десятичном счетчике, имеет два счетных входа. На первый вход подаются прямоугольные импульсы, которые при высоком уровне разрешают, а при низком - запрещают счет. На второй вход подается частотньш сигнал. Рас,- пределитель-усилитель 2 сигналов датчиков включает в себя несколько транзисторов (не показаны) и элементы И 2.1, ..., 2.П (количество котот рых зависит от количества датчиков с частотным выходом), выходы которых объединены по ИЛИ. Распределитель 5 тактового интервала времени состоит из нескольких элементов И-НЕ 5.1,.... 5.п (количество элементов зависит от количества выходов генератора импульсов. 22), на вторые входы которьк с блока набора программ 14 поступают сигналы, при низком уровне запрещающие, при высоком - разрешающие про- хождение тактовых импульсов на выход поступающих на его первые входы с, генератора импульсов 22. Счетчики 6 и 7 подключены последовательно и служат для о.тсчета количества тактов при работе во временном режиме и процентов при работе с частотными датчиками.. Триггер 8 служит для вычитания начального значения частоты при работе с частотными датчиками (так как при нулевой нагрузке на выходе час-- тотного датчика имеется сигнал, от- .личный от нуля). Задатчик кодов 10

5 Ю 15 20

25

, 5 40 45 50 . 5

195 4

служит для задания, временного интервала в тактах и сигналов с частотных датчиков в процентах (количество рядов задатчиков кодов 10 соответствует количеству счетчиков, а количество задатчиков кодов 10 в ряду равно количе.ству выходов регистра сдвига 13, т.е. числу рабочих команд). Фор- мирователь-импульсов 16 служит для формирования импульсов, необходимых для работы устройства. Первый 17 и второй 23 блоки памяти совместно с блок ом сравнения кодов 24 служит запоминания и сравнения кодов, посту. пающих с выходов счетчиков 6 и 7. Третий блок памяти 25 совместно с блоком индикации 26 служит для индикации количества .тактов или сигнала с частотных- датчиков в процентах. Задатчики кодов 10 собраны на стандартных преобразователях ПП 10, блок набора программ 14 - на многоконтактных разъемах типа .ВГ 1Н-3, выходные блоки 15 - комбинация интегральных микросхем серии 511 с- реле

. РЭС-10 и МКУ-48. Остальные блоки . собраны на микросхемах серии 511. Устройство работает следующим образом.

При пуске устройства импульс управления через элемент ИЛИ 9 поступает на вход регистда сдвига 13 и устанавливает его на первую команду. С выходов регистра сдвига 13 сигнал высокого уровня поступает на вход элемента И-НЕ 12.1, подготавливая его. к работе, а сигнал низкого уровня поступает на вход блока набора программ 14, а с его выхода через исполнительные элементы 15.1, ..., 15.П на исполнительные устройства, которые не показаны (зависит от набранной программы).

Устройство работает в двух режимах, которые программируются на бло- ке набора программ 14. Если запрограммирован первый режим - подача команд управления на исполнительные устройства по заданной временной программеi - сигнал низкого уровня с выхода блока набора программ 14 поступает на входы элемента И 3, элемента И 20, блока сравнения кодов 24, запрещая их работу, и на вход элемента НЕ 19, с выхода которого сигнал высокого уровня поступает на входы элемента И 4, элемента И 21, разрерая их работу. Одновременно с установкой регистра сдвига 13 на первую команду разрешается работа генератора импульсов 22,. с выхода которого импульсы с различными .интервалами поступают на входы рас- пределителя 5 тактового интервала времени (элементы И-НЕ 5.1,...,5.п), а на один из вторых входов которого с выхода блока набора программ. 14 .поступает сигнал высокого уровня, ко торьй разрешает прохождение импульсо с выбранным интервалом времени на первЫй вход элемента И 4 (для каждой команды на блоке набора программ 14 может быть запрограммирован любой тактовый.интервал времени). С выхода элемента-И 4 импульсы поступают на счетный вход счетчика 6, ас выхода последнего разряда счетчика 6 - на счетный вход второго счетчика 7. С выходов счетчиков 6 и 7 двои чно-дес тичный код поступает на входы блоков памяти 17, 23, 25, а через согласующие блоки 11 - на входы эадатчиков кодов 10, С формирователя импульсов 16 на входы записи блоков памяти 17 и 23 поступают сигналы низкого уровня и запрещают их работу, на вход записи блока памяти 25 поступает сиг- -нал высокого уров«я и разрешает его работу. С выходов блока памяти 25 код поступает на вход блока индикаци 26, по показаниям которого можно определить время с начала действия данной команды. При совпадении кода на выходе счетчиков 6 и 7 и кода, набранного на задатчиках кодов 1.0 для первой команды, на его выходе появляется сигнал высокого уровня, который поступает на вход элемента И- НЕ 12.1 группы элементов И-НЕ, на вт-орой вход которого с регистра сдвига 13 приходит разрешающий сигнал высокого уровня.. На выходе элемента И-НЕ 12.1 появляется сигнал низкого уровня, который поступает на третий вход триггера 18, а через элемент НЕ 27 на первый вход элемента И 21. В этом режиме триггер 18 в работе не участвует. С формирователя импульсов 16 импульс опроса (см. фиг. 2г) поступает на. первый вход элемента И 21, а с его выхода через элемент-ИЛИ 9- на вход регистра сдвига 13, и производит сдвиг на вторую команду. Если на второй команде запрограммирован второй режим - подача команд управления на исполнительное устройство

5 JQ JQ 25 j-

5

0

5

0

5

после обработки и анализа сигналов, поступаюцщх с датчиков, имеющих частотный выход, - сигнал высокого уровня с блока набора программ 14 посту- пает на вход элемента И 3, элемента И 20, блока сравнения кодов 24, разрешая их работу, и на вход элемента НЕ 19, с выхода которого сигнал низкого уровня поступает на вход элемента И 4, элемента И 21, запрещая их работу. .,

Для примера рассмотрим работу с. .датчиками измерения веса, имеющими . выходной сигнал с частотой 4000 - 8000 Гц. С выхода блока набора программ 14 сигнал высокого уровня поступает на второй вход элемента 2.1 (если запрограммирована работа с первым датчиком), а на второй вход - сигнал от первого датчика. С вьЬсода распределителя-усилителя 2 сигналов датчиков (фиг. 2а) усиленный сигнал поступает на вход делителя 1. Так как делитель 1 имеет коэффициент деления четыре, а на его первый вход с формирователя импульсов 16 поступают прямоугольные -импульсы -с периодом 0,1 с (фиг. 26), которые при при высоком ур.овне разрешают прохождение частотного сигнала через делитель, а при низком - запрещают, тогда общий коэффициент деления равен сорока. С выхода делителя 1 сигнал , 100-200 имп/с поступает на вход, элемента ИЗ, а -с его выхода на счетный вход счетчика 6. Для нормальной работы необходимо произвести вычитани е 100 имп., для чего служит триггер 8. После набора счетчиками 6 и 7 .100 имп. за время, равное t (фиг. 2в), происходит автоматический сброс счетчиков 6 и 7 в нулевое состояние и установка триггера 8 в единично.е состояние, т.е. на выходе триггера 8 появляется .сигнал высокого уровня, который постуцает на вход триггера 18. Затем за время, равное 0,1 с |(t.j), происходит заполнение счетчи- ков 6 и 7 импульсами (100. имп.), соответствующими истинному значению измеряемого веса. Таким образом, диапазон, измеряемого веса разбит на проценты: 0% соответствует частоте 4000 Гц, 100% соответствует частоте 8000 Гц. Счетчики 6 и 7 преобразуют сигнал 0-100 имп. в двоично-десятичный код, который через согласующие блоки 11 поступает на з.адатчики кодов

10 и на входы блока памяти 25. На вход записи последнего с формирователя 16 поступают импульсы записи через время, равное периоду,, которые обновляют информацию в блоке памяти 25, ас его выхода двоично-десятич- ньш код поступает, на входы блока индикации 26, по показаниям которого можно определить вес, выраженный в процентах. Если вес не достиг зап- программиров нного значения, то дво- ично-десятичньй код на выходе счет- чиков 6 и 7 и двоично-десятичный код, набранный из задатчика кодов 10, не совпадают, и на его выходе остается сигнал низкого уровня, который поступает на первый вход элементов И-НЕ 12.2 второй команды. На входе элемента Й-НЕ 12.2 остается сигнал высокого уровня, /который поступает на вход триггера 18 и запрещает его переключение. На выходе триггера 18 остается сигнал низкого уровня, которьш запрещает прохождение импульса опроса (фиг. 2г), т.е. запрещает сдвиг на третью команду. После прохождения импульса опроса с первого выхода формирователя 16 поступает импульс сброса (фиг. 2 д), который производит сброс в нулевое состояние счетчиков 6 и 7, триггеров 8 и 18. Затем начинается новый цикл заполнения счетчиков 6 и 7 и так далее до тех пор, пока вес не достигнет запр.ограммированного значения.

При достижении запрограммированного веса, происходит совпадение двоично-десятичного кода на выходе счетчиков 6 и 7 и двоично-десятичного кода, набранного на задатчике кодов 10, и на его выходе появляется сигнал высокого уровня, который поступает на вход элемента И-НЕ 12.2 (второй) команды. На вход элемента И-НЕ 12.2 с регистра сдвига 13 подается сигнал высокого уровня.. На выходе элемента И-НЕ 12.2 появляется перепад 1/0,. который поступает на вход триггера 18 и переключает его в единичное состоя.

ние, т.е. сигнал высокого уровня пос тупает на вход элемента И 20, -на вход которого с выхода блока набора программ 14 приходит разрешающий сигнал высокого уровня, а на его первый вход с выхода формирователя 16 поступает импульс опроса (рис. 2г). Этот импульс через элемент И 20 поступает на вход элемента ИЛИ 9, а с его вы.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

хода поступает на вход регистра сдвига 13 и производит сдвиг на- третью команду.

В этом режиме (при рассмотрении примера измерения веса)устройствоконтро- лирует процесс увеличения веса, т.е. определяет приращение веса за определенный интервал времени. Для этой цели служат блоки памяти 17.и 23, .блок сравнения кодов 24. .

Контроль осуществляется следующим образом.

С выхода счетчиков 6 и 7 двоично- десятичньй код поступает на входы блоков памяти 17 и 23. На вход записи блока памяти 17 с формирователя 16 поступает первый импульс записи , который через выбранный интервал времени Т, равный периоду, производит . запись кода в блок- памяти 17, ас его выхода записанный код подается на блок сравнения кодов 24. Через интервал времени Т относительно nei)- вого импульса записи на вход блока памяти 23 поступает второй импульс записи, роторый .производит запись кода в блок памяти 23 ас его выхода записанный код подается на блок сравнения кодов 24, где происходит сравнение кодов.в настоящий и пре- дьщущий моменты времени. Если коды совпали, что говорит об отсутствии увеличения веса, то на выходе блока «равнения кодов появляется сигнал высокого уровня, который является аварийным. Если же коды не совпали, что говорит .об увеличении веса, то на выходе блока сравнения кодов 24 появляется сигнал низкого уровня, который запрещает подачу аварийной сигнализации, и устройство продолжит работу.

. Использование устройства позволяет автоматизировать производственный процесс и дает возможность работать с датчиками, именицими частотный выход, по программе, задавая любае необходимое значение парамет.ра. В результате получается значительный экономический эффект, сокращение энергетических и трудовых затрат, повышается культура производства.

Формула изобретения

Устройство для программного управления, содержащее два счетчика, . согласующие блоки, последовательно

срединенные регистр сдвига, блок на- бора программ и исполнительные эле- енты, выходы которых являются управяющими выходами устройства, первые и вторые задатчики кодов по коли честву счетчиков, соединенные входа- . ми с выходами сигласующих блоков, первый элемент И, выходом подключенный к счетному входу первого счетчи- ю ка, выход старшего разряда которого соединен со счетным входом второго счетчика, -формирователь импульсов, . первым вьрсодом подключенный к сбросовым входам счетчиков, г&нератор им- 5 пульсов и .второй элемент И, блок индикации, распределитель тактового HHTejiBana времени, о т л и ч а ю щ е- е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устрой- 20 ства за счет подачи команд управления на группу исполнительных элементов по заданной временной программе или при обработке.и анализе сигналов с датчиков,, имеющих частотньш выход, 25 в устройство введены делитель, распределитель-усилитель сигналов датчиков, три блока памяти, блок сравнения кодов, два .триггера, группа элементов И-НЕ, два элемента И, два зо элемента НЕ., элемент ИЛИ, первьБ . вход которого является пусковым вхо- дом устройства, выходы первого и вто- ; рого счетчиков подключены к входам блоков памяти и к входам первого и

второго задатчиков кодов .соответственно, выход старшего разряда второго счетчика соединен с входом установки в. 1 первого триггера,, сбррсовый вход которого подключен к перво- до му входу второго триггера и к перво- ,

му выходу формирователя импульсов, а единичньш выход - к второму входу второго триггера, выходы задатчиков кодов соединены и подключены к пер- с вым входам элементов И-НЕ группы, вторые входы которых соединены с вторыми вьрсодами регистра сдвига, выходы элементов И-НЕ группы объединены и подключены к третьему входу второго JQ триггера и через первый элемент НЕ к первому входу третьего элемента И, первые выходы г.енератора импульсов соединены с первыми входами элементов И-НЕ, входящих в состав распределите- ля тактового интервала времени, вторые входы - с вторыми выходами блока набора программ, а выходы элементов И-НЕ, входящих в состав распределителя тактового интервала времени, объединены и подключены к первому входу второго элемента И, второй выход генератора импульсов соединен с входом формирователя импульсов, второй, третий, четвертьгй выходы которого подключены к входам записи .соответствую- щих блоков памяти, пятый выход подключен к первому счетному входу делителя, а шестой выход - к первому и второму входам четвертрго и третьего элементов И, первые входы распределителя-усилителя сигналов датчиков являются входами частотных сигналов датчиков, вторые входы распределите- ля-усилителя сигналов датчиков соединены с третьим выходом блока набора программ,.а выход распределителя- усилителя сиг йало-в датчиков подключен через делитель к первому входу цервого элемента И, второй вход которого соединен с четвертым выходом , блока набора программ, с входом то- рого элемента НЕ, с вторым входом, четвертого элемента И и с первым вхо дом блока сравнения кодов, выход второго элемента НЕ подключен к третьему входу третьего элемента И и через второй элемент И - к выходу пер- .вого элемента И, выход второго триггера соединен с третьим входом четвертого элемента И, выход которого подключен к выходу третьего элемента И и к второму, входу элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом регистра сдвига, выходы первого и второго блоков памяти подключены к .вторым входам блока сравнения кодов, выход которого является выходом сигнала аварии, выход третьего блока памяти соединен с входами блока ин- дикации.- - .

Изобретение относится.к автоматизации и управлению и предназначено для использования в системах программного управления различными технологическими процессами, например для управления технологическим процессом производства, катализаторов. Изобре- тение позволяет расширить функциональные возможности за счет- подачи команд управления на группу исполнительных элементов по заданной времен(Л с ю 4 СО СП Вт датчиков фиг.}

Редактор М.Бандура Заказ 3487/42

Составитель А.Исправникова , . Техред Л. Олейник Корректор Е.Рошко

Тираж 836Подписное,

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

.по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д; 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4