Программное временное устройство Советский патент 1988 года по МПК G05B19/18 G05B19/4067 

(21) 4198977/24-24

(22 24.02.87

(46) 23.08.88. Бнш. № 31

(71)Чебоксарское производственное объединение Электроприбор

(72)А.А.Александров, Л.А.Иванов, В.В.Ремизов и Д.А.Пикулев

(53)621.374.5(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 472335, кл. G 05 В 19718, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 1018107, кл. G 05 В 19/18, 1981.

(54)ПРОГРАММНОЕ ВРЕМЕННОЕ УСТРОЙСТВО

(57)Изобретение относится к автоматике, к устройствам автоматического программного управления технологическими процессами. Цель изобретения- расширение функциональных возможностей и повышение надежности. Устройство содержит блоки запуска, памяти, первую группу триггеров, программный блок, первую магистраль команд, генератор импульсов, управляемый делитель частоты, счетчик времени, первую тактовую шину. Цель изобретения достигается введением блока аварийной защиты и сигнализации, второй группы триггеров, первой и второй групп элементов 2И-НЕ, блока блокировки запуска, программного блока питания, формирователя логических сигналов, электрического соединителя, многовходово- го элемента И, первого и второго элементов задержки, второй тактовой шины, второй магистрали команд, первого и второго многовходовых элементов И-НЕ, третьей и четвертой групп элементов 2И-НЕ. Данное устройство обеспечивает прерьшание одной программы и запуск другой при аварийных отклонениях технологических параметров управляемого объекта. Сигналы его дат- ч-иков с помощью электрического соединителя воздействуют на формирование временных интервалов между командами управления. Питание узлов, формирующих команды управления, включается только на время отработки программ, при этом обеспечивается контроль последовательности формирования команд. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

(Л

00 О)

ел

NU

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам автоматического управления., и может быть использовано для программного управления различными технологическими процессами в энергетической, газовой, нефтяной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повьш1е- ние надежности программного временного устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема программного временного уст ройства, выполненного по п. 1 и 4 . формулы изобретения; на фиг. 2 - схема блока аварийной защиты и сигнализации; на фиг. 3 - схема блока запуска; -на фиг. 4 - схема электрического соединителя; на фиг. 5 - схема блока блокировки запуска; на фиг. 6 - схема программного блока питания.

Устройство содержит программный блок 1, блок 2 аварийной затциты и сигнализации, блок З запуска, группы триггеров 4-1-4-k, элементов 2И-НЕ 5-1-5-1 и 6-1-6-1, группы триггеров 7-1-7чт, элементов 2И-НЕ 8-1-8-п и 9-1.-9-П, формирователь 10 логических сигналов, электрический соединитель 11, элементы И-НЕ 12 и 13, элемент И 14,. блок 15 блокировки запуска, программный блок 16 питания, блок 17 памяти, генератор 18 импульсов, уп- равляемый делитель 19 частоты, счетчик 20 времени, элементы 21 и 22 задержки, магистрали 23 и 24 команд, тактовые шины 25 и 26, группу входов 27 для ввода логических сигналов с датчик.ов технологических параметров, шину 28 питания триггеров 4 и 7, элементов 2И-НЕ 5, 6, 8 и 9, формирователя 10 логических сигналов,электри- ческбго-соединителя 11, многовходо- вых элементов И-НЕ.12 и 13, много- входового элемента И 14, блока 17, генератора 18 импульсов, делителя 19 частоты; счетчика 20 времени, зле

ментов 21 и 22 задержки, группу выходов 29.

Триггеры 4-1-4-k, как и триггеры 7-1-7-ш, со.единеНы последовательно в порядке номеров так, что первые выходы каждого предшествующего триггера подключены к первому входу последующего. Блок 2 аварийной защиты и сигнализации выполнен по схеме, приведенной на фиг. 2 и содержит г сиг0

5

5 0 5

0

0

5

нализирующих датчиков 30 технологических параметров, соединенных через формирователи 31 логических сигналов и элементы 2И 32 с S-входами RS-триг- геров 33. Второй и третий входы блока 2 через элементы 2И 34 и 35 соединены с S-входами RS-триггеров 36 и 37 соответственно.. Вторые входы элементов 2И 32, 34 и 35 являются первыми входами блока 2, R-входы RS- триггеров 33, 36 и 37 подключены к выходу 38 органа 39 квитирования, а каждый выход этцх триггеров соединен с соответствующим световым индикатором 40 через усилитель 41 мощности и подключен к входу элемента ИЛИ 42, выход которого является выходом блока 2 аварийной защиты и сигнализации. Формирователи 31 логических сигналов предназначены для преобразования сигналов датчика 30 в логические норми- .рованные сигналы и логического согласовывания этого сигнала с остальными элементами блока 2. В случае применения ,, например , датчика 30 с дискретным выходом в виде коммутационного элемента формирователь 31 в простейшем виде может представлять собой резистор, подключенньй одним выводом к положительной шине питания, второй его вьщод является входом и выходом. В этом случае выходной контакт датчика 30 подключается между входом формирователя 31 и общей шиной питания. При замыкании контакта датчика 30 на выходе формирователя 31 образуется сигнал, равный логическому О, а при размыкании -.логической 1....

Блок 3 запуска предназначен для формирования сигналов запуска программ пуска или останова управляемого объекта, прерывания программы пуска по сигналу с блока 2 аварийной защиты и запуска программы останова. Кроме того, по сигналу блока 15 блокировки запуска он обеспечивает блокировку формирования сигнала запуска программы пуска. Блок 3 может быть- выполнен любым известным способом, например по схеме, приведенной на фиг. 3, где он содержит органы 43 и 44 запуска программы пуска и останова соответственно, соединенные через элементы 2И 45 и 2ИЛИ 46 с входами Б и S триггера 47 соответственно. Между В-входом триггера 47, и положи10

.6)

15

ельной шиной 48 питания включен коненсатор 49.

На фиг. 4 дан вариант блока 11, оторый содержит элементы ИЛИ 50 51i на фиг. 5 - вариант блока 15, содержащего RS-триггер 52, конденсатор 53, положительную шину 54 питания, резистор 55, конденсатор 56, общую шину 57 питания, резистор 58, элемент ИЛИ 59.

Программный блок 16 памяти (фиг содержит RS-триггеры 60 и 61, кон- денсатор 62, положительную шину 63 питания, резистор 64,- конденсатор 65, резистор 66, конденсатор 67, обп1ук) шину 68 питания, резистор 69, элемент ИЛИ 70 и усилитель 71 мощности, управляемый ключ 72.

При описании работы программно- 20 временного устройства и его отдельных узлов приняты следующие обозначения логических сигналов: логическая 1 - высокий уровень напряжения, логический О - низкий уровень напряжения.

Программный блок 1 предназначен для формирования сигналов управления исполнительными устройствами объекта управления, устройствами аварийной защиты блока 2 аварийной защиты и сигнализации по командам управления , , поступающим на его первые и вторые входы-по магистралям 23 и 24 команд. Программный блок 1 может быть реализован любым известным спо- gg собом, например с применением комбинационной логики. В простейшем «случае он может иметь только шины, транслирующие сигналы с входом на выходы по определенной программе. В случае, когда после завершения программы пуска программа останова запускается не сразу, а через неопределенный промеуток времени, программный блок может иметь элемент памяти, возбуждающийся

25

30

40

45

по последней команде Zа пуска и обеспечивающий запоминание всех команд пуска до момента поступления первой команды Х останова. Это может достигнуто, например, с помощью RS-триггера, S-вход которого соединен с шиной команды Z., управления, R- вход - с шиной командой X,, а выход- с первыми входами элементов 2ИЛИ. Вторые входы этих элементов образуют первые входы программного блока 1, а их выходы определенным образом соединены с его первыми и вторыми выходами.

10

15

,

20

gg

25

186544

Блок 2 аварийной защиты и сигнализации предназначен для прерывания программы пуска управляемого объекта и запуска программы его останова при предельных отклонениях от нормы технологических параметров, при нарушении последовательности формирования команд , управления при пуске, а также для индикации причины останова и сигнализации о нарушении последовательности формирования команд управления Х,-Х, при останове. По сигналам, поступающим в заданной последовательности на его первые входы, разрешается контроль сигналов с датчиков технологических параметров и входных сигналов на втором и третьем входах. При поступлении контролируемых сигналов об аварийной ситуации блок 2 формирует ка своем выходе логический сигнал, который, поступая на первый вход блока 3 запуска, обеспечивает прерывание программы пуска и запуск программы останова управляемого объекта.

Предполагаете, что первое состояние контактов датчика соответствует нормальному значению контролируемого этим датчиком технологического параметра, а второе состояние - аварийному значению. На выходе органа 39 квитирования до воздействия на него обеспечивается логический сигнал, равный О, а при воздействии на него и в момент включения напряжения питания - сигнал, равный I. Это может быть достигнуто с помощью кнопки с замыкающими контактами и резистора, включенных последовательно между положительной и общей шинами питания, и конденсатора, включенного.параллельно контактам кнопки. Выходом органа 39 квитирования является точка соединения резистора и кнопки.

До поступления на первые входы блока 2, значит и на первые входы элементов 2И 32, 34 и 35, сигналов, равных логической I, разрешающих прохождение сигналов с датчиков и с второго и третьего входов блока 2 на S-входы триггеров 33, 36 и 37, эти триггеры находятся в состоянии Логического О, в которое они установились при включении электропитания по сигналу с органа 39 квитирования. При этом световые индикаторы отк лю- чены, а на входе логического элемента ИЛИ 42 имеет место сигнал, равный

30

40

45

50

55

10

15

20

25

логическому О, Если после поступления на первые входы блока 2 сигналов, равных логической 1, разомкнутся сигнализирующие контакты какого-либо датчика 30, то логическая I, сформированная соответствующим 4юрмир6вателем 31, через соответствующий элемент 2И 32 поступит на S- вход соответствующего триггера 32 и установит его в состояние логической 1, После этого логическая 1 с выхода триггера 33 через элемент ИШ А2 поступает на выход блока 2, а через усилитель 41 мощности обеспечивает включение соответствующего светового индикатора 40, индицирующего аварийное отклонение от нормы значения технологического параметра управляемого объекта, контролируемого соответствующим датчиком 30. Аналогш - ные. процессы происходят и при поступлении логической 1 на второй или

третий входы блока 2. В исходное состояние блок 2 приводится подачей на R-входы всех триггеров логической 1 с помощью органа 39 квитирования после исчезновения аварийной ситуации или после поступления на первые входы блока 2 сигналов, равных логическому О.

Триггеры 4-1-4-k и 7-1-/-т имеют преобладание действия первого входа над действием второго входа, причем оба входа потенциальные. Первый вход является входом установки триггеров

в единичное состояние по первому выходу, .а второй вход - в нулевое состояние. Первый и второй выходы триггеров являются потенциальными прямым и инверсным выходами соответственно, Таким образом, каждый из триггеров 4 и 7,аналогичен триггеру 47 блока 3 запуска и может быть реализован тем .же срособом. При включении напряжения питания триггеры 4-1 и 7-1 должны устанавливаться в единичное состояние.. Это может быть обеспечено, например, подключением их первых входов через конденсаторы к положительной gg шине питания.

Формирователь 10 логических сигналов обеспечивает на своем выходе пос- стоянные логические уровни: 1 или О. Он может быть выполнен, в виде источника опорных напряжений с соответствующими значениями, например в виде параметрического стабилизатора, общая шина которого является выходом

30

35

40

45

д

10

15

20

25

18654 6

логического О, а выходная шина - выходом логической 1.

Электрический соединитель 1,1 (фиг. 4)-является средством, обеспе- чиваюпцим соединения вторых входов триггеров 4-1-4-k и 7т1-7-т с тактовыми шинами 25 и 26, входами 27 устройства и формирователем 10 логических сигналов. Возможно несколько вари-- антов таких соединений, каждый из которых обуславливает различные способы фЪрмирования команд управления. Такие соединения обеспечивают формирование команд управления следующим

образом: Zj после Z2 по сигналу логической 1, поступающему на вход Z после Zq,4epe3 заданный интервал времени по тактовым импульсам, поступающим по шинам 25 и 2, или по сиг- . налу логической 1, поступающему на вход 27-2 Д° окончания данного временного интервала-, X „ после X , через за-. данный интервал времени после поступления сигнала логической 1 27,

на

вход

J, остальные команды последовательно через заданные интервалы времени.

g

0

5

0

5

Блок 15 блокировки запуска предназначен для формирования сигнала блокировки запуска программы пуска объекта управления во время отработки программы останова, если ее запуск- состоялся после завершения программы пуска или .после формирования опреде- .ленной команды пуска, после, которой имеет смысл в блокировке запуска.При наличии первой команды Z ., пуска на входе блока 15 сигнал блокировки запуска на его выходе должен отсутствовать, формироваться при снятиИ КО-- манды Z , и сохраняться до поступле- - ния последней команды останова X:, причем сигнал блокировки должен формироваться, , если в ходе отработки программы пуска бьша сформирована ко-;

манда Z ;. При включении питания с шин 54 и 55 через конденсаторы 53 и 56 соответственно на входы R и S триггера 52 поступают импульсные сигналы, равные соответственно логической 1 и логическому О, которые устана:вливают его в состояние логического О, т.е. на инвертирующем д входе триггера 52 имеет место сигнал, равный логической 1, который через элемент 2ИЛИ 59 поступает на выход блока 15 и не блокирует запуск программы пуска объекта, В это время корез конденсаторы 62 и 65 на S-вход триггера 60 и Н-вход триггера 61 подается импульс логической 1 , а с общей шины 68 питания через конденсатор 67 на S-вход триггера 61 - логического О. Поэтому- триггер 60 устанавливается в состояние логической 1, а триггер 61 - логического О. Через элемент 2ИЛИ 70 и усили10

манды управления Z,, Z , X ; Имеют значения логического : 0, поэтому состояние триггера 52 сохраняется прежним.

При поступлении , т.е. сразу после запуска программы пуска, состояние выходного сигнала элемента 2ИПИ 59, а значит и блока 15, перестает зависеть от состояния триггера 52, оставаясь равным логической 1, В ходе программы пуска команда Z. принимает значение логической 1 и с некоторой задержкой, определяемой параметрами интегрирующей цепи: резис- 15 приводит к .отсутствию напряжения тор 58, конденсатор 56, -поступает на на выходе блока 16. В этом случае ло- S-вход триггера 52, переключая его в состояние логической . Поэтому на инвертирующем выходе триггера 52 име- - ет место логический О. Когда про- 20 грамма пуска прекратится и запустится программа останова объекта уцравлетель 71 мощности логическая 1 с выхода триггера 60 поступает на вход управляемого ключа и обеспечивает разомкнутое состояние его контактов,

гический О на выходе триггера 61 . на состояние выходного сигнала блока 16 влияния не оказывает. Значения команд управления Z, Zo, Xj

и X ., поступающих в это время соответственно

на первый, второй, третий и четверния, команда Z, станет равной логичес- тьй входы блока 1§, соответственно кому О. Значит, на обоих входах эле-, равны логическим О, О, 1, .О, мента 2ИЛИ 59 сигналы будут равны 25 Поэтому после заряда конденсаторов .логическому О, что приведет к фор- 62 и 65 состояния триггеров 60 и 61 мированию логического О на его выхо- не изменятся. После поступления команды триггер 60 переключится в

О. Это приде и выходе блока 15. Это состояние

выходного сигнала блока 15, соответ- состояние логического

ствующее сигналу блокировки запуска 30 ведет к тому, что на обоих входах

программы пуска, сохранится до поступ- .элемента 2ИПИ. 70 сигналы будут равны

ления команды Ху (последней команды логическому О. Значит, на его вырстанова), равной логической 1, ког- ходе и на входе управляемого ключа 72

сигналы будут равны логическому О

да за счет.логической 1 на R-входе

14186548

рез конденсаторы 62 и 65 на S-вход триггера 60 и Н-вход триггера 61 посдается импульс логической 1 , а с общей шины 68 питания через конденсатор 67 на S-вход триггера 61 - логического О. Поэтому- триггер 60 устанавливается в состояние логической 1, а триггер 61 - логического О. Через элемент 2ИЛИ 70 и усили0

15 приводит к .отсутствию напряжения на выходе блока 16. В этом случае ло- - 0

тель 71 мощности логическая 1 с выхода триггера 60 поступает на вход управляемого ключа и обеспечивает разомкнутое состояние его контактов,

приводит к .отсутствию напряжения на выходе блока 16. В этом случае ло-

гический О на выходе триггера 61 . на состояние выходного сигнала блока 16 влияния не оказывает. Значения ко приводит к .отсутствию напряжения на выходе блока 16. В этом случае ло-

манд управления Z, Zo, Xj

и X ., поступающих в это время соответственно

манды триггер 60 переключится в

О. Это присостояние логического

сигналы будут равны логическому О

триггер 52 вернется в первоначальное ,с В этом случае обеспечивается замкну ... .. . ..-ч f

состояние логического О, а выходной

тое состояние контактов ключа 72 н подача напряжения питания с шины 63 на выход блока 16.

тое состояние контактов ключа 72 н подача напряжения питания с шины 63 на выход блока 16.

После поступления команды 2. с

сигнал блока 15 примет значение-логической 1.

Программньгй блок 16 питания предназначен для включения напряжения пи- 40 некоторой задержкой, определяемой тания триггеров 4 и 7, элементов 2И- параметрами интегрирующей цепи: ре- НЕ 5, 6, 8 и 9, элементов гИ 12-14,фор- зистор 69 и конденсатор 67, сигнал, мирователя 10 логических сигналов.

равный логической 1, поступает на S-вход триггера 61 и переключает его

, электрического соединителя 11, блока

равный логической 1, поступает на S-вход триггера 61 и переключает его

17 памяти , генератора 18 импульсов, 45 состояние логического О, что при- упраВляемого делителя 19 частоты, водит к отключению контактов управ- счетчика 20 времени, элементов 21 и ляемого ключа 72 и напряжения на вы- 22 задержки только на время отработ- ходе .блока 16, а это приводит к отсут- ки программ пуска или останова объек- ствию команд управления Z., и Z. Сос- та управления. Программный блок 16 пи-5о тояние триггеров 60 и 61 остается тания должен включать электропитание прежним до поступления команды X.,, указанных элементов по первым коман- равной логической 1

, которая с некоторой задержкой, определяемой параметрами интегрирующей цепи: резисдам управления программ пуска Z ипи останова X,, а отключать его по.по, которая с некоторой задержкой, определяемой параметрами интегрирующей цепи: резис. следним командам Z . пуска нци X. ос- 55 конденсатор 65, поступает

т-,, J на R-вход триггер 61 и возвращает

его в состояние логического О, поэтому контакты управляемого ключа 72

такова соответственно.

При включении напряжения питания с положительной шиной 63 питания чёснова замыкаются и обеспечивают по . ..-ч f

тое состояние контактов ключа 72 н подача напряжения питания с шины 63 на выход блока 16.

После поступления команды 2. с

оторой задержкой, определяемой аметрами интегрирующей цепи: ре- тор 69 и конденсатор 67, сигнал,

некоторой задержкой, определяемой параметрами интегрирующей цепи: ре- зистор 69 и конденсатор 67, сигнал,

равный логической 1, поступает на S-вход триггера 61 и переключает его

состояние логического О, что при- водит к отключению контактов управ- ляемого ключа 72 и напряжения на вы- ходе .блока 16, а это приводит к отсут ствию команд управления Z., и Z. Сос- тояние триггеров 60 и 61 остается прежним до поступления команды X.,, равной логической 1

, которая с некоторой задержкой, определяемой параметрами интегрирующей цепи: резисснова замыкаются и обеспечивают подачу напряжения питания с шины 63 на выход блока 16. Когда поступит команда X., равная логической 1, с некоторой задержкой, определяемой параметрами интегрирующей цепи: резистор 64.и конденсатор 62, триггер 60 из-за наличия логической 1 на S- входе возвращается в состояние логической 1, а все элементы схемы блока 16 - в первоначальное состояние. Таким образом, напряжение питания на выходе блока 16 обеспечивается только в периоды, когда проходит

программа пуска или останова управля- 15 и выход. Ко-эффициент пересчета, знаемого объекта.

Блок 17 памяти обеспечивает преобразование кодовых комбинаций логических сигналов на его адресных входах в код размерности (номера диапазона) на первой группе выходных шин и в код длительности формируемого временного интервала на второй группе выходных шин. При наличии логиче;с кой 1 на всех адресных- входах блока 17 памяти он формирует на всех своих выходах логическую 1. Такой блок 17 памяти (ППЗУ) может-быть выполнен любым известным образом. Например, в нем каждая выходная шина

30 го делителя частоты является счетным входом управляемого делителя 19 частоты. Входы сброса всех делителей частоты с достоянным коэффициентом пересчета объединены и образуют вход

соединена с положительной шиной пита-, ния через соответствующий резистор, а программирование осуществляется путем включения между любой выходной шиной и любой адресной шиной соответ- 5 сброса делителя 19 частоты. Выходы ствующего диода катодом к адресной указанных делителей частоты через элешине или отключения ранее установленного диода. Число адресных шин соответствует числу .интервалов времени, формируемых в ходе программ пуска и останова, объекта управления, т.е. число адресных шин равно суммарному количеству элементов 2И-НЕ 6 и 9. Число выходных ш ин первой группы соответствует числу размерностей форми- 45 того делителя частоты, выход котороруемых временных интервалов, а число выходных шин второй группы - числу .разрядов параллельного кода их дли- тельности.

Генератор 18 импульсов может быть реализован любым известным образом так, что при одном логическом уровне сигнала на его входе он формирует на своем выходе прямоугольные импульсы.

а при другом логическом уровне - пре- 55 частоты выходного сигнала возобнокращает, при последующем восстановлении первоначального логического уровня сигнала на входе генератора начинает формирование вых,одных импульсов.

1865410

Генератор 18 импульсов состоит из двух последовательно включенных инверторов, вход первого инвертора через диод соединен с входом генератора, выход второго инвертора подключен к выходу генератора и через конденсатор к.первым вьшодам первого и второго резисторов, вторые выводы ко- 10 торых соединены соответственно с входом и -выходом первого инвертора.

Управляемый делитель 19 частоты имеет счетньй вход, вход сброса, входа установки коэффициента пересчета

.чение которого зависит от параллельных кодовых комбинаций логических сигналов, поступающих на входы установки делителя 19 частоты,определяет

размерность (номер диапазона) формируемого временного интервала. Управляемый делитель 19 частоты может быть вьтолнен любым известным способом, например содержать последовательно включенные делители частоты с постоянными коэффициентами пересчета. Число делителей частоты .-соответствует числу диапазонов формируемых интервалов времени. Счетный вход перво-

го делителя частоты является счетным входом управляемого делителя 19 частоты. Входы сброса всех делителей частоты с достоянным коэффициентом пересчета объединены и образуют вход

сброса делителя 19 частоты. Выходы указанных делителей частоты через элементы 2ИЛИ соединены с многовходовым элементом И, выход которого является I выходом управляемого делителя 19 40 частоты. Вторые, входы элементов 2ИЛИ, образуют входы установки коэффициента пересчета делителя 19 частоты. На его выход при отсутствии сигнала сброса поступает выходной сигнал с

го оказывается соединенным с входом элемента 2ИЛИ, имеющего на своем в.тором входе сигнал, равный логическому О. В случае поступления сигна- ла c6ptDca на соответствующий вход делителя 19 частоты на его выходе устанавливается постоянное значение сигнала, например логический О. Со снятием сигнала сброса деление

вляется в соответствии с установленным коэффициентдм. В качестве элементов управляемого делителя 19 частоты могут быть применены элементы.

входящие в номенклатуру интегральных микросхем серии К176.

Счетчик 20 времени имеет счетный вход, вход сброса, вход параллельно- .g го ввода в двоичном коде данных ус- тановки задания счета, вход записи и выход, на котором изменение сигнала происходит при совпадении содержимого счетчика с введенными данными. В ка- 10 честве счетчика 20 времени может быть использован двоичный счетчик с параллельным вводом данных перёд счетом.

Элемент 21 задержки выполнен любым известным способом так, что он 15 задерживает выходной логический сигнал относительно входного логического сигнала, поступающего на вход запуска, на время, приблизительно равное периоду следования выходных им- 20 пульсов генератора 18, а при поступлении логической 1, на вход сброса устанавливает исходное значение выходного сигнала без специальной задержки.. 25

Элемент 22 задержки обеспечивает задержку выходного логического сигнала относительно входных логических сигналов, поступающих как на вход за- . пуска, так и на вход сброса, на вре- 30 мя, приблизительно равное времени.за- . держки элементом 21.

Программное временное устройство работает следующим образом.

При включении питания на первом , 35 и втором выходах блока 3 запуска устанавливаются сигналы Х, 1 H,Z,0 соответственно, на выходе программного блока 16 питания, а следовательно.

ходной сигнал, поступающий на первый вход блока 3 запуска, равен, логическому О, то с помощью соответствующего органа блока 3 запуска возможен запуск программы пуска. Когда это произойдет, выходные сигналы блока 3 примут значения и , которые по магистралям 24 и 23 команд соответственно поступают на входы блоков 1, 15 и 16. . .

Команда Z,, поступающая на вхрд программного блока 1, обеспечивает формирование его выходных сигналов в соответствии с заданной программой, Эта же команда, поступающая на вто-. рой вход блока 15, обеспечивает за- . прет блокировки пуска, а поступающая на первый вход блока 16 приводит к включению напряжения питания на щину 28. При этом запитываются обесточенные ранее узлы ПВУ. Первоначально все сигналы (кроме Z ,) на входах элементов 2И-НЕ 6 и 9 равны логическому О, а на выходах и на всех адресных входам блока памяти 17 - логической 1. Это. обеспечивает наличие на всех выходах блока 17 памяти, сигналов, равных логической Г, которые через многовхрдовый элемент И 14 поступают на входы сброса делителя 19 частоты, счетчика 20 времени и элементов 21 и 22 задержки, запрещая их работу и обеспечивая на их выходах сигналы, равные логическим О, О, О, 1 соответственно, поэтому выходные импульсы генератора 18 не изменяют их состояний. Одновременно (при включении напряжения на

и на шине 28 питания напряжение отсут-40 шину 28) триггеры 4-1 и устанавствует. Поэтому блоки 4-14 и 17-22 устройства не получают электропитания , а значит значения всех команд

управления

Z,-Z и

. в магистралях 23 и 24 равны 0. Это приводит к формированию программным блоком 1 оп- ределенных сигналов, обеспечивающих установку объекта управления в.исход- ное состояние и разрешающих в блоке 2 аварийной защиты и сигнализации контроль сигналов с датчиков некоторых технологических параметров. Одновременно на выходе 15 блокировки запуска устанавливается сигнал, равный логической 1, не блокирующий запуск программы пуска объекта управления. Если в это время блок 2 аварийной защиты и сигнализации не фиксирует аварийной ситуации, т.е. его выходной сигнал, поступающий на первый вход блока 3 запуска, равен, логическому О, то с помощью соответствующего органа блока 3 запуска возможен запуск программы пуска. Когда это произойдет, выходные сигналы блока 3 примут значения и , которые по магистралям 24 и 23 команд соответственно поступают на входы блоков 1, 15 и 16. . .

Команда Z,, поступающая на вхрд программного блока 1, обеспечивает формирование его выходных сигналов в соответствии с заданной программой, Эта же команда, поступающая на вто-. рой вход блока 15, обеспечивает за- . прет блокировки пуска, а поступающая на первый вход блока 16 приводит к включению напряжения питания на щину 28. При этом запитываются обесточенные ранее узлы ПВУ. Первоначально все сигналы (кроме Z ,) на входах элементов 2И-НЕ 6 и 9 равны логическому О, а на выходах и на всех адресных входам блока памяти 17 - логической 1. Это. обеспечивает наличие на всех выходах блока 17 памяти, сигналов, равных логической Г, которые через многовхрдовый элемент И 14 поступают на входы сброса делителя 19 частоты, счетчика 20 времени и элементов 21 и 22 задержки, запрещая их работу и обеспечивая на их выходах сигналы, равные логическим О, О, О, 1 соответственно, поэтому выходные импульсы генератора 18 не изменяют их состояний. Одновременно (при включении напряжения на

ливаются в единичное состояние.

Вследствие преобладания действия, первых входов установки в единичное состояние над действием вторых входов

установки в нулевое состояние все

триггеры 4 и 7 устанавливаются в еди- ничное состояние, т.е. выходные сигналы первых выходов всех триггеров 4 и 7 принимают значения логической

1,,а вторых выходов - логического О. После установки триггера 4-1 в единичное состояние на обоих входах элемента 2И-НЕ 6-1 сигналы принимают значение логической 1, поэтому на

его выходе имеет место логический О. Так как команды Z,...,Z(j, и X.,,...,X., поступающие на первые входы элементов 2И-НЕ 6-2,...,6-1 и 9-1,...,9-п, равны логическому О,

то их вьпсодные сигналы равны логической .1. Таким образом, на первую Адресную шину блока 17 памяти поступает сигнал логического О, а на остальные - логической 1. Это обеспечивает формирование на первой груп- апе его выходных шин параллельного ко- а размерности, а на второй группе - Ьтараллельного кода длительности пер- |вого временного интервала, который подается на входы ввода данных счетчи |ка 20 времени. При этом сигнал логи- |ческого О с выходов первой группы блока 17 памяти через элемент И 14 поступает на входы сброса делителя 19 частоты, счетчика 20 времени, эле- |ментрв 21 и 22 задержки и вход запус- ;ка элемента 22 задержки. Этим разре- 1шается работа указанных элементов и |запускается элемент 22 задержки. I Импульсы с генератора 18 через де- итель 19 частоты, делящий их на коэф |фициент, заданный кодом размерности.

|начинают поступать на счетчик 20 вре- 25 ства-делителя 19, счетчика 20 и . До поступления первого иМпуль- са на счетный вход счетчика 20 вре- |мени на его вход записи с выхода эле- мента 22 задержки поступает сигнал.

:равный логическому О, при этом бло- 30 тель 1 1 на вторые входы некоторьк четкируются входы ввода данных счетчика 20 времени и в него оказываются введенными данные для счета, поступившие с второй группы выходов блока 17 памяти непосредственно перед подачей логического О на вход записи счетчика 20 времени. Логический О с :выхода элемента 22 задержки по тактовой тпине 26 через электрический соединитель 11 подается также и на вторые входы четных .триггеров 4 и 7. Начинается формирование первого интервала времени.

По окончании заданного интервала времени, когда число импульсов, сосчитанных счетчиком 20 времени, совпадает с числом, введенным в него по входам ввода данных при записи, на его выходе возникает сигнал, равный логической 1, который с некоторой задержкой, формируемой элементом 21 задержки поступает на вход генератора 18 и блокирует его работу. При этом счетчик времени сохраняет свое состояние. Кроме того, логическая I по тактовой шине 25 одновременно поступает через электрический соединитель 11 на вторые входы некоторых нечетных триггеров 4 и 7. Однако,

вследствие преобладания действия первых входов установки в единичное состояние над действием вторых входов

установки в нулевое состояние, в нулевое состояние переключается только триггер 4-1, так как только на его первом входе сигнал X, имеет значение логического не запрещает его

переключения. После переключения этого триггера его выходной сигнал, равный логическому О, поступает на второй вход элемента 2И-НЕ 6 и первый вход триггера 4-2, разрещая его переключение. Так как на втором входе триггера 4-2 имеет место логический О, его состояние не изменяется. А наличие логического О на втором входе элемента 2И-НЕ 6-1 приводит к

формированию логической 1 на его выходе. В этом случае на всех адресных входах блока 17 значение сигналов, становится,равным логической 1,что приводит к сбросу элементов устройментов 21 и 22 задержки в первоначальное состояние. После этого с выхода элемента 22 задержки по тактовой щи- не 26 через электрический соедининых триггеров 4 и 7 поступает логическая 1 и переключает только триггер 4-2 в нулевое состояние, при котором на первом выходе имеет место

логический О, а на втором - логическая 1. Таким образом, возникает команда , при которой так же, как и при последующих, формироваиие временного интервала происходит аналогично, как и при поступлении команды

z,. ..;

в случае выполнения электрического соединителя 11 по схеме, приведенной на фиг. 4, формирование следующей

команды происходит независимо от временного интервала. Триггер 4-3 переключается в состояние логического О, как только на его второй вход поступает логическая 1.через вход

27-1 ПВУ, например, с сигнализирзта- щего датчика, выдающего этот сигнал при достижении определенного значения технологическим параметром в результате действия управляюпц1Х сигналов программного блока 1 по команде управления . Так как на второй вход триггера 4-4 постоянно поступает логическая 1 с формирователя 10 логических сигналов, то он перекпючается в нулевое состояние сразу же за триггером 4-3, который обеспечил на его первом входе разрешающий сигнал (логический О). После этого команда Z станет равной логической 1, которая обеспечит формирование следующего временного интервала. Далее команды управления Z ,. .. ,Z ., формируются аналогично команд е Zj. При возникновении команды Z,l она поступает по магистрали 23, команд на третий вход блока 15 блокировки запуска и устанавливает его триггер 52 в единичное состояние, поэтому на его инверсном вьпсоде возникает- логический О и поступает на вход элемента 2ИЛИ 59. Так как на другом входе этого элемента имеет место логическая I111I

10

15

20

25

, то значение его выходного сигнала не -изменяется и остается равным логической 1 до возникновения команды на втором входе блока 15 блокировки пуска.

Формирование команды после команды Za., l может, произойти через интервал времени, заданный командой Zrt,5 либо по сигналу логической 1, поступающей на вход 27-2 ПВУ с сигнализирующего датчика до окончания вре- Q формировании команд Z, равных логи- менного интервала. В первом случае неской 1, на одном из входов эле- на второй вход триггера 4-k-l логическая 1 поступает .с. выхода элемента 21 задержки по тактовой шине 25 через элемент 2ИЛИ 50 электрического соединителя 11 после окончания вреединичное состояние, что приводит к отключению .с помощью контактов упра ляемого ключа 72 напряжения питания с выходной шины 28. Таким образом о ключается электропитание элементов ПВУ 4,...,14,1722-и они перево дятся в режим хранения, сохраняя св ресурс и обеспечивая экономию элект энергии.

При запуске программы пуска упра ляемого объекта включается напряжен питания и на элементы 2И-НЕ 5 и 8 и многовходовые элементы И-НЕ 12 и При этом на вторых входах всех элем тов 2И-НЕ сигналы равны логическому О, так как поступают с инвертирую щих выходов триггеров 4 и 7, устано ленных в единичное состояние. Значи на выходах всех элементов 2И-НЕ 5 и и всех входах многовходовых элемент И-НЕ 12 и 13 имеют место сигналь, равные логической I. Поэтому на в ходах элементов 12 и 13 и втором и третьем входах блока 2 аварийной за щиты и сигнализации сигналы равны л гическому О не изменяют состояния этого блока . Во время отработки про граммы пуска при последовательном

35

ментов 2И-НЕ 5 всегда имеет место сигнал логического О, следователь но, значения выходных сигналов элементов 5 и 12 и состояние блока 2 н изменяются. Если по каким-либо при- чИнам, например при неисправности од ного из узлов устройства, пр.елсдевре- менно возникнет команда, равная логи ческой 1, на обоих-входах одного и элементов 2И-НЕ 5 сигналы оказываются равны логической 1 и в .результа те на второй вход блока 2 аварийной защиты поступает сигнал, равный логической 1, что соответствует аварийной ситуации. Такая ситуация може возникнуть, например, при преждевременном формировании Z 1, когда 7,Q т.е. сигналы на первом входе триггер 4-2 -и элемента 2И-НЕ 5-2 равны лЬги- ческой 1, а на втором входе этого элемента и втором выходе триггера 4также равны логической 1.

менного интервала и обеспечивает переключение этого триггера в нулевое состояние. Во втором случае переключение триггера 4-(k-l) в нулевое состояние происходит по сигналу логической 1, поступающей на его второй вход с входа 27-2 через элемент 2ИПИ 50. После переключения триггера 4- (k-l) в нулевое состояние аналогично обеспечивается формирование логической 1 на тактовой шине 26, которая переключает триггер 4-k в нулевое состояние. При этом возникает команда Z 1, которая по магистрали 23 поступает на первую группу входов программного блока 1 и на второй вход программного блока 16 питания. Ко- манда Z(, l в программном блоке 1.воз40

45

50

ментов 2И-НЕ 5 всегда имеет место сигнал логического О, следовательно, значения выходных сигналов элементов 5 и 12 и состояние блока 2 не изменяются. Если по каким-либо при- чИнам, например при неисправности одного из узлов устройства, пр.елсдевре- менно возникнет команда, равная логической 1, на обоих-входах одного из элементов 2И-НЕ 5 сигналы оказываются равны логической 1 и в .результате на второй вход блока 2 аварийной защиты поступает сигнал, равный логической 1, что соответствует аварийной ситуации. Такая ситуация может возникнуть, например, при преждевременном формировании Z 1, когда 7,Q т.е. сигналы на первом входе триггера 4-2 -и элемента 2И-НЕ 5-2 равны лЬги- ческой 1, а на втором входе этого элемента и втором выходе триггера 44 также равны логической 1.

Если в процессе формирования кобуждает элемент памяти, который обес- gg манд управления при пуске или после печивает запоминание всех команд пус- его окончания через неопределенный ка Z,,...,Z, равных логической 1. промежуток времени произойдет аварий- Команда в программном блоке 16 ное отклонение какого-либо парамет- питания переключает его триггер 61 в .ра, контролируемого блоком 2 аварий

формировании команд Z, равных логи- неской 1, на одном из входов эле-

единичное состояние, что приводит к отключению .с помощью контактов управляемого ключа 72 напряжения питания с выходной шины 28. Таким образом отключается электропитание элементов ПВУ 4,...,14,1722-и они переводятся в режим хранения, сохраняя свой ресурс и обеспечивая экономию электроэнергии.

При запуске программы пуска управляемого объекта включается напряжение питания и на элементы 2И-НЕ 5 и 8 и многовходовые элементы И-НЕ 12 и 13. При этом на вторых входах всех элементов 2И-НЕ сигналы равны логическому О, так как поступают с инвертирую-, щих выходов триггеров 4 и 7, установленных в единичное состояние. Значит на выходах всех элементов 2И-НЕ 5 и 8 и всех входах многовходовых элементов И-НЕ 12 и 13 имеют место сигналь, равные логической I. Поэтому на выходах элементов 12 и 13 и втором и третьем входах блока 2 аварийной защиты и сигнализации сигналы равны логическому О не изменяют состояния этого блока . Во время отработки программы пуска при последовательном

формировании команд Z, равных логи- неской 1, на одном из входов эле-

ментов 2И-НЕ 5 всегда имеет место сигнал логического О, следовательно, значения выходных сигналов элементов 5 и 12 и состояние блока 2 не изменяются. Если по каким-либо при- чИнам, например при неисправности одного из узлов устройства, пр.елсдевре- менно возникнет команда, равная логической 1, на обоих-входах одного из элементов 2И-НЕ 5 сигналы оказываются равны логической 1 и в .результате на второй вход блока 2 аварийной защиты поступает сигнал, равный логической 1, что соответствует аварийной ситуации. Такая ситуация может возникнуть, например, при преждевременном формировании Z 1, когда 7,Q т.е. сигналы на первом входе триггера 4-2 -и элемента 2И-НЕ 5-2 равны лЬги- ческой 1, а на втором входе этого элемента и втором выходе триггера 44 также равны логической 1.

Если в процессе формирования ко11

ной защиты и сигнализации, то на его выходе сформируется логическая 1, которая, поступая на первый вход бло- ij:a 3 запуска, устанавливает его триг- jj-ep 47 в единичное состояние, что ббеспечивает на первом выходе блока запуска сигнал, равный логической , а на его втором выходе лрги- ескому О, т.е. , а . Эти команды поступают по магистралям 23 VI 24 в программный блок 1 и сбрасыва- «IT его элемент памяти, возбужденный командой . (если это произошло г|осле завершения программы останова). Кроме того, команда , поступая На второй вход блока- 15 блокировки запуска, через его элемент 2ИЛИ 59 0беспечивает на выходе наличие логи- еского О (если это произошло после формирования Z . 1), который по- с1тупает на второй вход блока 3 запус- и обеспечивает блокировку запуска г рограммы пуска управляемого объекта до окончания программы останова. Ко- Йанды 7,0 и Х 1 поступают также ria первый и третий входы соответст- ненно программного блока 16 питания, 5 читывая, что Z 0, , триггеры 6{0 и 61 этого, блока оказываются установленными в нулевые состолния и че- pje3 элемент 2ИЛИ 70 и усилитель 71 Црщности обеспечивают включение управляемого ключа 72, которьй включа- е-т напряжение питания на шину 28, Далее все процессы происходят аналогично для случая формирования команд Z при пуске с той разницей,, ч-то в данном случае формируются команды X останова управляемого объекта с помощью триггеров 7, так как изменение состояний триггеров 4 блокировано командой , поступающей на первый вход триггера 4-1.

В случае выполнения электрического соединителя 11 по схеме, приведенной на фиг. 4, переключение триггера 7-1 в нулевое состояние может произой ти только при наличии логической 1 на входе 27-3 устройства, например поступающей с сигнализирующего датчи ка технологического параметра, и логической 1, поступающей по тактовой шине 25 с выхода элемента 21 задержки по истечении заданного интервала времени, т.е. формирование команды в данном случае происходит с учетом технологических условий

на управляемом объекте по истечении заданного интервала времени.

После завершения программы останова при Х.1, поступающей по магистрали 24 команд на первый вход блока 15 блокировки запуска, его триггер 52 устанавливается в нулевое состояние, что приводит к формированию на

Q ;выходе блока логической 1 и снятию сигнала блокировки запуска. Кроме того, команда , поступив на четвертый вход программного блока 16 питания, переключает-его триггер 60 в

5 единичное состояние, что обеспечивает отключение напряжения на шине 28 управляемым ключом 72.

При отработке программы останова управляемого объекта могут, как и при

0 пуске, возникнуть аварийные ситуации, которые фиксируются блоком 2 аварийной защиты. После завершения программы останова и проведения анализа причин аварийных ситуаций пер5 сонал, эксплуатирующий объект, может с помощью органа 39 квитирования устанавливать блок 2 -в первоначальное состояние, в этом случае на выходе блока устанавливается сигнал, равный

0 логическому О. Причина прерывания программы пуска, индицирующаяся с помощью соответствующего индикатора 40, может быть квитирована и во время отработки программы останова.

Прерывание программы пуска и запуск программы останова могут быть осуществлены в любой момент времени с помощью органа 44 останова блока 3 запуска.

0 Таким образом, при предельных

(аварийных) отклонениях от нормы технологических параметров управляемого объекта обеспечивается прерывание : одной программы (программы пуска) и

5 запуск другой программы -(программы останова), С помощью электрического соединителя могут быть реализованы . различные варианты воздействия сиг- налов сигнализирующих датчиков тех0 нологических параметров управляемого объекта на формирование временных интервалов между командами управления.

Кроме того, устройство обеспечите вает включение напряжения питания узлов, обеспечивающих формирование ко- йанд управления, только на периоды отработки программ, в остальное время эти узлы находятся в режиме хране5

19141865Д

ия, сохраняя свой ресурс. В периоды тработки программ обеспечивается авоматический контроль за последоваельностью формирования команд управения.

со эл ра ра ка ме уп чи ме вт пу клю ход де то пер го под чес к ки нен дер ни дер гра вхо нал чен вто дом вый ка пос ком маг мир три рой ров сов сче эле эле гра чет соо сле

Формула изобретения

памяти, первую группу триггеров, программный блок, первая группа выходов которого является выходами устройства, а первая группа входов соединена с первой магистралью команд, образованной шинами команд, последовательно соединенные генератор импульсов, управляемый делитель-частоты и счетчик времени, элемент И, первую тактовую шину, о т л ич а ю щ е- е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, в него введены блок аварийной защиты и сигнализации, вто- рая группа триггеров, первая и вторая группы элементов 2И-НЕ, блок блокировки запуска, программный блок пи- .тания, формирователь логических сигналов, электрический соединитель, первый и второй элементы задержки, вторая тактовая шина, триггеры в первой и второй группах соединены последовательно, первые входы первых триггеров первой и второй групп соединены соответственно с первым и вторым выходами блока запуска, вторые входы триггеров обеих групп соединены с выходами электрического соединителя, второй выход блока запуска с вторыми входами четных триггеров первой группы и первый выход блока запуска с вторыми входами четных тр иггеров второй группы образуют шины команд первой и второй магистралей соответст- венно, первые входы первых элементов 2И-НЕ первой и второй групп подключены к второму и первому выходам блока запуска соответственно, а их вторые

входы - к первым выходам первых триг- 50 манд, первой и последней команд втогеров первой и второй групп соответственно, в каждой группе первые входы остальных элементов 2И-НЕ подключены поочередно к вторым выходам четных триггеров, вторые входы этих элементов 2И-НЕ - к первым выходам последующих нечетных триггеров, а выходы - к адресным шинам блока памяти, первая группа выходных шин которого

рои магистрали команд.

20

0

5

0

. 5 о о в

5

соединена с входами многовходового элемента И и входами ввода данных управляемого делителя частоты, а вторая - с входаж ввода данных счетчика времени, выход многовходового элемента И соединен с входами сброса управляемого делителя частоты, счетчика времени, первого и второго элементов задержки и с входом запуска второго элемента задержки, вход запуска первого элемента задержки подключен к выходу счетчика времени, выходы первого и второго элементов задержки с помощью первой и второй тактовых шин соединены соответственно с первым и вторым входами электрнческот го соединителя, третий вход которого подключен к выходу формирователя логического сигнала, а четвертые входы - к входам устройства, вход блокировки работы генератора импульсов соединен с выходом первого элемента задержки, вход записи счетчика времени - с выходом второго элемента задержки, вторая группа выходов программного блока соединена с первыми входами блока аварийной защиты и сигнализации, выход этого блока подключен к первому входу блока запуска, второй вход которого соединен с выходом блока блокировки запуска, первый, второй и третий входы этого блока подключены соответственно к шинам последней команды второй магистрали команд, первой и i-й команды первой магистрали команд, шины питания формирователя логических сигналов, электрического соединителя, первой и второй групп элементов 2И-НЕ и триггеров, блока памяти, генератора импульсов, управляемого делителя частоты, счетчика времени, первого и второго элементов задержки, многовходового элемента И соединены с выходом программного блока питания, первый - четвертый входы которог.о соединены соответственно с шинами первой и последней команд первой магистрали корои магистрали команд.

второй конденсатор соединен с общей шиной питания, а через второй резистор - с третьим входом этого блока, инвертирующий выход подключен к пер- вому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого является вторым входом блока, а его выход - выходом блока блокировки запуска.

; 3. Устройство по п.. I, О Т Л И

|Чающееся тем, что его про- I граммный блок питания содержит вто- рой и третий RS-триггеры, R-вход вто ; рого RS-триггера является первым входом программного блока питания, его S-вход через третий конденсатор соединен с положительной шиной пита- 1 НИН, а через третий резистор - с чет гвертым входом этого блока, R-вкбд третьего RS-триггера через четвертый I конденсатор соединен с положительной iшиной питания, а через четвертый ре- зистор - с третьим входом программно то блока питания, S-вход этого триг- гера через пятый конденсатор соеди- нен с общей шиной, питания, а. через пятый резистор - с вторым входом блока, неинвертирующие выходы второго и третьего PS-триггеров через после- Iдовательно включенные второй элемент ИЛИ и усилитель мощности соединены с входом управляемого ключа, через замыкающие контакты которого положительная шина питания соединена с выходом программного блока питания,

Nk

4J

5

Фиг. г

tt4

И «5

4f

Фиг.

Фиг. 5