Многоканальная система программного управления объектами Советский патент 1986 года по МПК G05B19/418 

I1

Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для использования в качестве системы программного управления группой прошивочных, раскладывающих провода в жгуты станков и других аналогичных объектов с локальными системами управления.

Цель изобретения - повьшение надежности работы многоканальной сие- темы программного управления объектами .

На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема многоканальной системы программного управления объектами; на фиг. 2 - функциональна схема канала управления; на фиг. 3 функциональная схема контроллера каналов , на фиг. 4 - функциональная схема импуЛьсного депшфратора.

Система содержит ЭВМ 1, контроллер 2 каналов, регистр 3 адреса, дешифратор 4 адреса, регистр 5 данных, счетчик 6 адреса каналов, импульсньй дешифратор 7, каналы 8 управления, одновибратор 9. элемент ИЛИ 10 и объект 11 управления .

ЭВМ 1 состоит из тактового генератора 12, центрального процессора 13, системного контроллера 14 ЭВМ, запо- минающего устройства (ЗУ) 15, устройства 16 ввода-вывода и контроллера 17 прерываний.

Каналы 8 управления содержат приемный регистр 18 данных, компаратор 19, элемент 2 (ЗИ-РШИ) 20 и выходной реги-стр 21 данных.

Контролллер 2 каналов состоит из триггера 22, элемента И 23, генератора 24 импульсов, счетчика 25 им- пульсов, дешифратора 26, первого и второго элементов ИЛИ 27 и 28,

Система работает сле дующим образом.

Программы обработки изделий вводятся с помощью устройства 16 в ЗУ 15 ЭВМ 1. Из ЗУ 15 процессор 13 выдает в объекты управления отдельные кадры программ. Связь объектов 11 управления с ЭВМ осуществляется чере каналы 8 управления, где имеется выходной регистр 21 данных. Таким образом, объект 11 управления имеет буферную память, выполненную в виде выходного регистра 21 данных для хранения одного кадра программы. Для переписи информации из регистра 21 в объект 11 управления сигнал одно

,

„

5

S

131

временно поступает и на управляющий вход контроллера 17 прерываний ЭВМ 1, извещающий о том, что регистр 21 переписан и в него можно загрузить очередной кадр программы. ЭВМ обслуживает каналы управления поочередно (т.е. в любой момент времени информация пересыпается из ЭВМ только по одному каналу), поэтому имеется возможность использования информационных шин смежного канала для организации контроля правильности прохождения информации из ЗУ ЭВМ в регистр 21 без введения дублирующих информационных шин или каналов управления. Это позволяет выявить неисправные инфopмaLl oнныe шины для их последующего отключения и вьрачи сообщения оператору через устройство 16 ЭВМ. При этом исключается ввод искажений информации в регистр 21 памяти и тем самым устраняется сама возможность порчи обрабатьтаемой детали или поломки оборудования от выполнения неправильной команды. Получив запрос от объекта управления, ЭВМ по адресным шинам в сопровождении с управляющим сигналом передает в регистр 3 адреса адрес обслуживаемого канала (i), а по шинам данных в сопровождении управляющего сигнала в регистр 5 данных передает информацию следующего кадра программы обслуживаемого объекта управления. А,п,рес из регистра 3 дешифрируется дешифратором 4, разрешая прием информации в выходной регистр соответствующего канала управления. Одновременно с приемом адреса в регистр 3, устанавливается в единичное состояние триггер 22 в контроллере 2 каналов, и он разрешает прохождение импульсов с генератора 24 через элемент И 23 в счетчик 25, который начинает считать импульсы, а на выходах дешифратора 26 последовательно, начиная с первого, поя вляются импульсы. При появлении импульса (первый вьгход контроллера 2) информация из регистра адреса переписывается в счетчик б. Импульсом с второго выхода дешифратора 26 через элемент ИЛИ 28 и дешифратор 7 формируется разрешающий сигнал по шине обслуживаемого, кан.ала , так как содержимое счетчика 6 равно содержимому регистра 3. С помощью этого сигнала данные из регистра 5 поступают в приемный регистр 18 данных обслуживаемого канала (i), с выхода которого они поступают на входы выходного, регистра 21 данных, первые входы компаратора 19 и по информа- ционным шинам на вторые входы компаратора 19 ()ro смежного канала. Но данные в регистр 21 не записываются, так как нет разрешения с элемента 2 (ЗИ-ИЛИ) 20, на первую схему И которого должны поступить, кроме разрешающего сигнала по шине с дешифратора 4 адреса, разрешающие сигналы с компаратора 19 и с контроллера каналов по шине.

Импульсом с третьего вькода дешифратора 26 содержимое счетчика 6 уменьшается на единицу, дешифратор 7 вьиает разрешение на прием информации в приемный регистр 18 ()-r смежного канала с регистра 5. Перепись происходит как только на четвертом выходе дешифратора 26 появляется импульс, который стробирует прием данных в регистр 18 (i-1)-ro канала. Данньге из последнего поступают на вторые входы компаратора i-ro канала и, так как данные на . информационных шинах должны быть одни и те же, (при исправных регист pax 18 и информационных шинах) на выходе компаратора 19 i-ro канала появляется разрешаюш 1Й сигнал, т.е. на первой схеме И элемента 2 (ЗИ- ИЛИ) 20 имеются два разрешающих сигнала (на первом и третьем входах). Третий разрешаюш ш сигнал появляется при вьвдаче импульса с пятого выхда дешифратора 26 контроллера 2 канлов по шине, соединяющейся с шиной каналов управления. По этому сигнал на выходе элемента 2 (ЗИ-ИЛИ) 20 появляется разрешение на прием данных в выходной регистр 21 i-ro канала. Этот же сигнал с элемента 2 (ЗИ-ИЛИ 20 поступает на шину, соединенную с входом элемента ИЛИ 10, с выхода которого происходит запуск одновибра- тора 9 по заднему фронту импульса с

элементами ИЛИ 10. Сигнал с одновиб

ратора 9 поступает на шину коггтрол- лера 2 каналов и устанавливает в О триггер 22 и счетчик 25, снимая разрешение с элемента И 23. Вьщача импульсов с выходов контроллера 2 прекращается, и он устанавливается в исходное положение. Если данные на первых и вторых входах компаратоjю f5

20 25 Q ,

5

0

ра 19 i-ro канала не совпадают, это говорит о неисйравности одного из двух каналов 1-го или (i-l)-ro. В этом случае на первом входе элемента 2 (ЗИ-ИПИ) 20 нет разрешения с выхода компаратора 19, и сигнал с выхода элемента 2 (ЗИ-1ШИ) 20 при приходе импульса на шину не формируется . Счетчик 25 контроллера 2 продолжает работать, и на шестом и седьмом выходах дешифратора 26 появляются импульсы, которые через элемент ИЛИ 27 поступают на шину, соединенную со счетным суммирующим входом счетчика 6, т.е. его содержимое становится равным (i+1). С выходов последнего через дешифратор 7 формируется разрешение на прием данных с регистра 5 в приемньй регистр 18 данных (i+1)-го канала, куда эти данные поступают при появлении импульса на восьмом выходе дешифратора 26, который через элемент ИЛИ.28 поступает на шину и стробирует прием даннь1Х в регистр 18 (1+1)-го канала. Данные с выходов этого регистра поступают на информационные шины этого канала и на, первые входы компаратора 19 (i+1)-го канала, на вторые входы которого поступают данные с информационных шин i-ro канала. При равенстве данньгх на выходе компаратора

19(i+1)-ro канала появляется разрешающий сигнал, который поступает на первый вход элемента 2 (ЗИ-ИШ1) 20 (i+1)-го канала и через соединенные между собой шины (i+1)-го и i-ro каналов на шестой вход элемента 2 (ЗИ-ИЛИ) 20 i-ro канала. Теперь на втором элементе И элемента 2 (ЗИ-РШИ)

20i-ro канала есть два разрешающих сигнала, по импульсу с девятого выхода дешифратора 26 контроллера 2 по шине, соединенной с шиной канала управления, срабатывает второй элемент И элемента 2 (ЗИ-ИПИ) 20, и на его выходе появляется сигнал, разре- шаюищй прием данных в регистр 21 i-ro канала и через элемент ИЛIi 10

и одновибратор 9 останавливаюшд1Й работу контроллера 2, приводится в исходное состояние, как и в предыдущем случае. Раз информация на шинах i-ro и (i+1)-го каналов совпадает, это говорит об исправности i-ro канала , а по шинам (i-l)-ro канала информация идет с искажениями.

Если шины канала неисправны, то при приеме данных в регистр 18 (i+1)-ro канала компаратор 19 (i+1)- го канала не срабатывает ii на его выходе нет сигнала, значит,, нет сигнала с выхода элемента 2 (ЗИ-ШШ) 20 i-ro канала. Данные (они искажены за счет неисправности шин i-ro канала) в регистр 21 i-ro канала не поступают, счетчик 25 контроллера 2 продолжает свою работу, появляется импульс с десятого выхода дешифратора 26, которьш поступает на первый вход элемента ИЛИ 10 и на дтравляю- щий вход контроллера 1 7 -.прерываний ЭВМ, оповещая ее, что. данные в объек не проходят ввиду неисправности i-ro канала. Сигналом с выхода элемента ИЛИ 10 через одновибратор 9 контроллер 2 каналов приводится в исходное состояние.

Таким образом, не увеличивая числа каналов, только попарньп кольцевы соединением из информационных шин на компараторах удается заблаговременно выявить неисправные каналы и тем самым исключить поломки деталей и аварий объектов управления, т.е. существенно повьшшется надежность работы многоканальной системы программного управления объектами. При этом в зону, охватываемую контролем, попадают информационные шины, начиная с выходо /регистра 5 данных. Сама ЭВМ имеет достаточно развитые средства самоконтроля и контроля регистров 3 и 5, но только комплексное использование .самоконтроля ЭВМ и. предлагаемого контроля в рамках единой системы позволяет существенно повысить ее надежность работы.

Сама система управления конструктивно разнесена, ЭВМ устанавливается в отдельном помещении. Элементы 2, 3, 4, 5, 6, 8и18 обычно размещаютс в одном конструктиве с ЭВМ, остальные элементы размещаются рядом с объек тами .управления, поэтому длина шин связи ЭВМ с каналами управления (т.е. их выходными регистрами) определяется расстоянием между ЭВМ и объектами управления. Объекты управления (станки) на .участке обычно удалены друг от друга на небольшое расстояние, поэтому увеличение длины информационных иин для заведения их в смежный канал управления не существенно и на работу системы практически не влияет.

Обслуживание ЭВМ данных систем

производится в этом случае аналогично устройствам ввода, например считывателю с перфоленты, работающему в стартстопном . Его функции выполняет выходной регистр 21 данных

канала 8 управления, Сигналом Пуск считывателя,, поступающим с объекта управления на шину канала 8 управления, производится перепись кадра программы из выходного регистра 21

каналаJ имитируя прием информации со считывателя перфоленты. Одновременно поступает сигнал на управляющий вход контроллера прерываний ЭВМ, информируя ее о том., что регистр 21 переписан и требуется его заполнение очередным кадром программы.

Формулг1 из(збретения

1. Многоканальная система программного управления объектами, содержа-, щая электронно-вычислительную машину (ЭВМ), связанную тинами данных и управления с nepBiiiM и вторыми входами регистров данных, а адресными шинами и шиной управления - с первым и вторым входами регистра адреса, выходы которого соединены с входами дerJшфpaтopa адреса, а также каналы управления, подключенные первыми входами к вькодам регистра данных, .вторыми входами - к выходам дешифратора адреса, третьими входами - к первым выходам объектов управления, а первыми вьогодами -- к первым входам объектов управления , первые выходы объектов управления подключены к входам запросов прерывания ЭВМ, отличающаяся тем, что, с целью повьшения надежности, в нее введены контроллер каналов, счетчик адреса каналов, импзшьсньй дешифратор, элемент ШШ и одновибратор, причем первый вход контроллера каналов подсоединен к первому входу регистра адреса и к тлине управления ЭВМ, второй вход соединен через одновибратор с выходом элемента ИЛИ,пер)зый,второй и третий выходы контроллера каналов соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами счетчика адреса каналов, четвертьй выход - с первым входом импульсного депшфратора, пятый и шеетой выходы - с третьим и четвертым входами каналов управления, седьмой выход - с первым входом прерывания ЭВМ и с. первым входом элемента ШШ, вторая группа входов которого соеди- нена с вторыми выходами каналов управления, третьи выходы каждого канала соединены с пятыми входами смежного канала управления, четвертый вы - ход - с шестым входом смежного кана- ла управления, седьмые входы - с выходами импульсного дешифратора, девятые входы - с выходами дешифратора адреса, выходы которого соединены с четвертой группой входов счетчика

.адреса.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что контроллер каналов содержит генератор импульсов, элемент И, счетчик импульсов, дешиф- ратор, два элемента ИЛИ, триггер, первый вход которого соединен с первым входом контроллера, второй вход соединен с первым входом счетчика и вторым входом контроллера, выход триггера соединен с первым входом элемента И, второй вход которого - с выходом генератора, а выход с вторым входом счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, пер- вьй, третий, пятый, девятьш и деся- тьй выходы которого соединены с первым, вторым, пятым, шестым и седьмым выходами контроллера соответственно, а второй, четвертый и восьмой выходы дешифратора соединены с первым, вто

$ О15

788138

рым и третьим входами второго элемента ИЛИ соответственно, а шестой и седьмой выходы дешифратора - с . первым и вторым входами первого элемента, выход которого соединен с третьим выходом контроллера, а выход второго элемента ШШ - с четвертым выходом контроллера.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый канал управления содержит приемньш и выхоной регистры данных, компаратор и элемент 2 (ЗИ-ИЛИ), выход которого соединен с первым входом выходного регистра и третьим выходом канала управления, первьш вход - с выходом компаратора и четвертым выходом канала управления, второй вход - с седьмым входом канала управления, третий и четвертьш входы - с первым входом канала управления, пятый и шестой входы - с шестым и четвертым входами контроллера соответственно, второй и третий входы канала управления соединены соответственно с первым и вторым входами приемного регистра соответственно, выход которого соединен с вторым входом компаратора, третьим входом выходного регистра и первым выходом канала управления , второй выход которого соединен с выходом выходного регистра, второй вход которого соединен с пяты входом канала управления, восьмые входы которого соединены с первыми входами компаратора.

фп7 Мресные шины - шины donHt/i - шинб1 ijnpadneHuii

Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для управления группой объектов (станков) , имеюа1их локальные системы управления. Целью изобретения является повьшение надежности работы путем контроля прохождения информации по каналам управления. Многоканальная система содержит ЭВМ, регистры адреса с дешифратором каналов,.регистры данных и каналов управления, контроллер каналов, счетчик адреса с дешифратором и в каждом канале управления компараторы, на которых информационные шины как собственные, так и смежного канала попарно соединены в кольцо. Контроллер каналов при передаче информации по обслуживаемому каналу организует параллельную передачу этих же данных по информационным шинам смежного канала и по совпадению информации на компараторе обслуживаемого канала фиксирует исправность данного канала. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. СЛ

Редактор О.Юрковецкая

Составитель О.Ольшанский

Техред М.ХоданичКорректор EiPomKO

Заказ 6835/45Тираж 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

ФиеЛ