Устройство для програмного управления производственными процессами от ЭВМ Советский патент 1989 года по МПК G05B19/418 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь-- зовано для программного управления производственными процессами от ЭВМ.

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

На фиг.1 и 2 представлена функциональная схема устройства для программного управления производственными процессами от ЭВМ; на фиг.З - электрическая принципиальная схема узла управления; на фиг.4 - электрическая принципиальная схема блока ввода; на фиг.5 - электрическая принципиальная схема блока кодового управления; на фиг.6 - электрическая принципиальная схема усилителя мощности; на фиг.7 - электрическая принципиальная схема узла коммутации первого коммутатора; на фиг.8 - электрическая принципиальная схема узла коммутации второго коммутатора; на фиг.9 - электрическая принципиальная схема Формирователя строба третьего коммутатора; на фиг.10 - электрическая принципиальная схема блока коммутации третьего коммутатора.

Управляемые объекты устройства должны управляться сигналами постоянного тока до 200 МЛ, напряжением до 24 В и выдавать информашзо от двухпо-- зиционных релейных и бесконтактных датчиков с уровнем логического (О - 4,8)В и логической 1 - (19, 28,8) В, а от датчиков аналогичных сигналов - с уровнем напряжения (О- 10) В.

Б состав устройства входят два модуля 1 ввода-вывода, каждый из которых состоит из узла 2-- управления, блока 3 ввода, которьш включает в себя шестнадцатиразрядные инвертирующие клапан 4, нормализатор 5 и узел 6 гальванической развязки 6, блока 7 кодового управления, которьш включает в себя шестнадцатиразрядный триг- герный регистр 8, узел 9 гальванической развязки и выходные ключи 10. Блок 11 адреса состоит из п блоков 7 кодового управления и усилителя 12 мощности на 16-п каналов. Перный коммутатор 13 состоит из двух идентичных блоков 14 коммутации, каждый из кото- рых состоит из 16-п узлов 15 коммутации, выполненных в В1ще шестнадцати- канальных нормализаторов 17 и ключей 16 с индикацией. Второй коммутатор 18

Блок 3 вводл (фиг. 4) состоит из шестнадцатиканальных инвертирующего клапана 4, нормализатора 5 и узла 6 гальванической развязки. Каждый канал узла 6 гальванической развязки представляет из себя параметрический стабилизатор, состоящий из баластно- го сопротивления 44, стабилитрона 45, добавочного ограничительного сопротивления 46 и тиристорного онтрона 47. Каждый канал нормализатора 5 собран на транзисторе 48, который работает в режиме активного ключа, и двух сопротивлениях 49 и 50. Инвертирующие клапаны 4 состоят из логических злементов 2И-11Е 51 с открытым коллектором и представляют собой передающую часть проводного Ш1И, приемная часть которого находится в ЭВМ.

Блок 7 кодового управления модуля 1 ввода-вывода (фиг. 5) состоит из шестнадцатиразрядньк триггерного регистра 8, узла 9 гальванической раз

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для программного управления производственными процессами от ЭВМ. Цель изобретения - расширение области применения устройства. Устройство для программного управления производственными процессами от ЭВМ состоит из двух модулей ввода-вывода, каждый из которых содержит узел управления, блок кодового управления, блок адреса и блок ввода, а также из первого и второго коммутаторов. Кроме того, в устройство введены аналого-цифровой преобразователь и третий коммутатор. Данное устройство позволяет повысить пропускную способность устройства за счет возможности одновременного приема информации о состоянии управляемых объектов и передачи управляющих воздействий для двух групп управляемых объектов, удваивает емкость первого и второго коммутатора, т.е. расширяется область применения. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

30

состоит из двух идентичных блоков 19 25 вязки и выходных ключей 10. коммутации, каждый из которых состо-Триггерный регистр 8 состоит из

ит из 16 п узлов 20 коммутации, вы-четырех триггеров 52. Каждый из шестполненных в виде шестнадцатиканальных нормализаторов 21 и ключей 22 с индикацией. Третий коммутатор 23 состоит из формирователя 24 и двух идентичных блоков 25 коммутации, устройство также включает аналого-цифровой преобразователь (ЛЦП) 26 и управляемые объекты 27.

Модуль 1 ввода-вывода имеет входы 28 , 29, 30,,..., 30,, выходы 31, 32 ,,..., 32(,; блок 3 ввода имеет вход 33; узлы 15 коммутации имеют входы 34,,..., 34 , блок 25 коммутации имеет вход 35; АШ имеет входы 36 и 37, выход 38; управляемые объекты имеют входы 391,..., 39,f

35

40

надцати каналов узла 9 гальванической развязки состоит из входного транзистора 53 г сопротивлениями 54 и 55, тиристорного оптрона 56, эмит- терного повторителя 57 с входным сопротивление : 58 и параметрического стабилизатора, построенного на сопротивлении 59 и стабилитроне 60. Каждый из шестнадцати выходных ключей 10 состоит из составного транзистора 61 и 62, сопротивлений 63 и 64, демпфирующего диода 65 и свето- диода 66 с гасящим сопротивлением 67.

Усилитель 1 2 мощности блока адреса 1 1 модуля 1 ввода-вывода (фиг.6) состоит из 16 П каналов, в состав каждого из которых входит делитель из сопротивлений 68 и 69 и опорного диода 70, мощный электронный ключ с 1шдикацией, состоящий из транзистора 71 и светоУзел 2 управления (Аит .З) входит в состав модуля 1 ввода-вывода дискретных сигналов и предназначен для приема команд ЭВМ с сопряжением по интерфейсу 2К на вход 28 и Лормиро- вания по конъюнкции сигналов: Прием (ПРЧ) и Выборка (ВБРО-К) в taiBepTope 40 строба записи, который на выходе 1твертора 41 выставляется логической 1, а также формирование по конъюнкции сигналов Выдано

45

50

Усилитель 1 2 мощности блока адреса модуля 1 ввода-вывода (фиг.6) состоит из 16 П каналов, в состав каждого из которых входит делитель из сопротивлений 68 и 69 и опорного диода 70, мощный электронный ключ с 1шдикацией состоящий из транзистора 71 и светодиода 72 с гасящим сопротивлением 73

I

Узел I5 коммутации блока коммутации 14 первого коммутатора 13 (фиг.7 состоит из шестнадцатиканальных нормализатора 17 и ключей 16 с индикацией. В состав ка)кдого из шестнадца(ВД-К) и Выборка (ВБРО-К) в инвер- ти каналов нормализатора 17 входит торе 42 строба выдачи данных, кото- делитель из сопротивлений 74 и 75 и

опорного диода 76, транзистор 77. В состав каждого ключа с шдикaциeй

рый на выходе инвертора 43 выставляется логической 1.

надцати каналов узла 9 гальванической развязки состоит из входного транзистора 53 г сопротивлениями 54 и 55, тиристорного оптрона 56, эмит- терного повторителя 57 с входным сопротивление : 58 и параметрического стабилизатора, построенного на сопротивлении 59 и стабилитроне 60. Каждый из шестнадцати выходных ключей 10 состоит из составного транзистора 61 и 62, сопротивлений 63 и 64, демпфирующего диода 65 и свето- диода 66 с гасящим сопротивлением 67.

5

0

Усилитель 1 2 мощности блока адреса 1 1 модуля 1 ввода-вывода (фиг.6) состоит из 16 П каналов, в состав каждого из которых входит делитель из сопротивлений 68 и 69 и опорного диода 70, мощный электронный ключ с 1шдикацией, состоящий из транзистора 71 и светодиода 72 с гасящим сопротивлением 73.

I

Узел I5 коммутации блока коммутации 14 первого коммутатора 13 (фиг.7) . состоит из шестнадцатиканальных нормализатора 17 и ключей 16 с индикацией. В состав ка)кдого из шестнадцавходит делитель из сопротивлений 78 и 79, транзистор 80, светодиод 81 с гасящим сопротивлением 82 и диодный вентиль 83.

Узел 20 коммутации блока 19 коммутации второго коммутатора 18 (фиг. 8) состоит из шестнадцатика- нальных нормализатора 21 и ключей 22 с индикацией, каждый из шестнадцати каналов нормализатора 21 имеет входной диодный вентиль 84, делитель из сопротивлений 85 и 86 и опорный диод 87, транзистор 88. В состав каждого

ключа с индикацией 22 входит делитель |5 кодового управления. Сигнал разре1чеиз сопротивлений 89 и 90, транзистор 91 и светодиод 92 с гасящим сопротивлением 93.

В состав формирователя 24 строба третьего коммутатора 23 (фиг. 9) вхо- 20 Узел 2 управления предназначен для дят триггер 94, диодные вентили 95 приема команд ЭВМ и формирования сигния на запись кода в соответствующий триггерный регистр 8 блока 11 адреса поступает от ЭВМ с сопряжением по интерфейсу 2К через узел 2 управления.

и 96.

Блок 25 коммутации третьего коммутатора 23 (фиг. 10) состоит из 16-п каналов нормализации аналоговых сиг- налов, в каждый из которых входит делитель из сопротивленш 97 и 98 и опорный диод 99, транзистор 100 и выходной диодный вентиль 101, а такж транзисторная последовательная ячей- ка, состоящая из транзисторов 102 и 103, сопротивлений 104 - 106, свето- диода 107 с гасящим сопротивлением 108, выходного диодного вентиля 109.

Управляемые объекты условно разби вают на две группы. При управлении производственными процессами подключение каждой группы производится поочередно. Каждая группа управляемых объектов 27 управляется через свой модуль 1 ввода-вьгеода. Для подключения первой группы управляемых объектов 27 используется один модуль 1 ввода-вывода, первый блок 14 коммутации первого коммутатора 13, первый блок 19 коммутации второго коммутатора 18, первый ёлок 25 коммутации и формирователь 24 сброса третьего ком мутатора 23, аналого-цифровой преобразователь 26.

Для подключения второй группы управляемых объектов 27 используется другой модуль 1 ввода-вывода, второй блок 14 коммутации первого коммутатора 13, второй блок 19 коммутации второго коммутатора 18, второй блок 25 коммутации и формирователь 24 строба третьего коммутатора 23, аналого-цифровой преобразователь 26.

Управление каждой групш) управляемых объектов 27 идентично. Исходя из этого рассмотрим управление одной группы управляемых объектов 27.

Управление проичводстненным процессом при помощи предлагаемого устройства происходит следующим образом:

Позиционный код, соответствующий управляемому объекту 27, поступает с ЭВМ с сопряжением по интерфейсу 2К на входы 30 модуля I ввода-вывода и далее через входы блока 1I адреса на нходы триггерного регистра 8 блока 7.

Узел 2 управления предназначен для приема команд ЭВМ и формирования сигния на запись кода в соответствующий триггерный регистр 8 блока 11 адреса поступает от ЭВМ с сопряжением по интерфейсу 2К через узел 2 управления.

5 0

г,

налов Строб записи

0

5

0

5

и Строб выдачи данных. По совпадению позиционного кода и строба выдачи данных происходит запись позиционного кода в триг- гернь й регистр 8, с пыходо которого код поступает через узел 9 гальванической развязки, коммутатор 10, усилитель 12 мощности.

По индикации определяется правильность прохождения позиционного кода через блок 11 адреса. Для повьшения нагрузочной способности блока 7 кодового управления используется усилитель 12 мощности.

Усиленный позиционный код, соответствующий управляемому объекту 27, поступает одновременно на управляющие входы первого 13, второго 18 и третьего 23 коммутаторов ,

В соответствии с поступившим кодом происходит подключение одного из узлов 15 и 20 коммутации и одного блока 25 коммутации одновременно. В результате щестнадцатиканалъные входы узла 15 коммутации первого коммутатора I3 подключаются к соответствующим шестнадцати из 1б-п выходов дискретной информации управляемых объектов 27 и один из п выходов аналоговой информации управляемых объектов 27. Далее происходит передача дискретной информации через щестнад- цатиканальный нормализатор 17 шест- надцатиканальный ключ 16 с индикацией на выходы первого коммутатора 13, соединенных с входами модуля ввода-вывода. Дискретная информация с входов блока 3 ввода псзступает на

входы узла 6 гальванической развязки и далее через нормализатор 5 на инвертирующий клапан 4, на строби- рующий вход которого через узел 2 управления поступает Строб записи на считывание дискретной информации о состоянии управляемых объектов 27 от ЭВМ с сопряжением по интерфейсу 2К. Узел 6 гальванической развязки предназначен для галь ванической раз вязки входов блока как относительно электрического нуля выходных цепей, так и относительно друг друга.

В то же время шестнадцатиканальные входы соответствующего узла 20 коммутации второго коммутатора 18 подключаются к соответствующим щестнад 1ати входам управляемых объектов 27 и осуществляется управление их по командам от ЭВМ.

Одновременно с выбранного объекта 27 аналоговая информация поступает на соответствующий информационный вход 35 первого блока коммутации 25, на стробирующий вход которого с первого выхода формирователя строба 24 поступает. Строб разрещения на первый вход которого с узла 2 управления поступает Строб записи..

Формирователь строба 24 предназначен для приема сигнала Строб записи, поступающего с выхода узла 2 управления, и формирования Строба разрешения.

При совпадении аналоговой информации, строба разрешения и позиционного кода, поступающего с выхода 32 модуля 1 ввода-вывода, аналоговая информация через первый блок 25 коммутации третьего коммутатора 23 поступает на информационный вход 36 АЩ1 26, с информационного выхода 38 которого она считывается ЭВМ по управляющим сигналам, сформированным ЭВМ и поступающим на управляющий вход 37 АЦП 26.

После анализа полученной информации ЭВМ через сопряжение по интерЛей су 2К выдает управляющие сигналы на щестнадцать выходов 29 модуля 1 ввода-вывода и через входы блока кодового управления 7 на информационные входы триггерного регистра 8, на стробирующий вход которого поступает строб выдачи данных для записи управ ляющих сигналов в триггерный регистр 8 блока 7 кодового управления, сформированный узлом 2 управления по ко

10

25 -J,,

35

40

45

50

55

манпам, поступающим от ЭВМ на вход 28 модуля 1 ввода-вывода. Управляющие сигналы с выхода триггерного регистра 8 через узел 9 гальванической развязки и узел выходных ключей 10 блока 7 кодового управления модуля 1 ввода- вывода, шестнадцатиканальные нормализатор 21 и ключи 22 с индикацией узла 20 коммутации первого блока 19 коммутации второго коммутатора 18 поступают на соответствующие входы 39 выбранного управляемого объекта 27.

Формула изобретения

, информационные вьгхолты блока коммутации соединены с выходами третьего коммутатора, рторой вход Лормирова- теля строба соединен с выходом узла управления второго модуля ввода-вывода, а второй выход соединен со стро- бирующим входом второго блока ког-гму- тации, управляющие входы которого соединены с выходаг.:л блока адреса второго модуля ввода-вывода, информационные входы являются входами для соединения с выходами управляемых объектов, а информационные выходы блока коммутации соединены с выходами третьего коммутатора, подключенными к информационным входам аналого-цифрового преобра зователя.

16 п-канальный нормализатор аналоговых сигналов .

гк

Фиг.

J2

а

S- e- г

д:

е, ж. Jи20

а

т

J5

J5

с/е2

/7Я-/(

ВВРО-К

W

V/

ВД К

2

Фие.Ъ

м

20

-I го

Ц И

запиш

CmooS Кыдачи данны)(

0US.ft

Г

-,, 72

Фие.6

фиг. 7

L.

Фиг. 8

Фиг. 9

вх; JL

„99 Mx.l

J5

5д/5/)Л

53i Unp-h.Bti

CmpoS разрешения

25

7/77 1ЭШ

Му.т

фиг.Ю