Программное реле времени Советский патент 1991 года по МПК H01H47/18 

Изобретение относится к устройствам программного и логического управления и может быть использовано в управлении типовыми технологическими процессами, массовым промышленным оборудованием. научной аппаратурой.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет оперативности смены и реализации произвольных последовательностей вре- менных команд.

На фиг.1 приведена функциональная схема программного реле времени; на фиг.2 - схема коммутации в наборном поле программного реле времени.

Программное реле времени содержит кварцевый генератор 1 хронометрических колебаний, цепочку счетчиков 2, двоично- десятичные дешифраторы 3 и 4, наборное поле 5, состоящее из многопозиционных пе-

реключателей 5 - 15 - (п-1), двухвходовыеконъюнкторыб- 16-(п-1), двоичный

счетчик 7. селектор-мультиплексор 8, де- шифратор-демультиплексор 9, управляемый генератор 10, одновибратор 11,

исполнительные механизмы 12-1 12 (п-1) и RS-триггер 13. Выход кварцевого генератора 1 хронометрических колебаний соединен со счетным входом цепочки счетчиков 2, выходы которых соединены с вхо- дами двоично-десятичных дешифраторов 3 и 4. К выходам двоично-десятичных дешифраторов 3 и 4 подсоединено наборное поле, выходы которого соединены с входами

двухвходовых конъюнкторов 6-1 6(п-1), соединенными соответственно с информационными входами с первого по (п-1)-й селектора-мультиплексора 8, нулевой информационный вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера 13. Инверс- ный выход последнего соединен с первым входом сброса цепочки счетчиков 2 и входом сброса двоичного счетчика 7, n-й информационный вход селектора-мультиплексора 8 соединен с первым контактом переключателя Цикл, второй контакт которого соединен с общей шиной. Инверсный выход селектора- мультиплексора 8 соединен с управляющим входом управляющего генератора 10, а прямой выход - с входом запуска одновибрато- ра 11, первый выход которого соединен со стробирующим входом дешифратора-де- мультиплексора 9 и вторым входом сброса цепочки счетчикрв 2. Инверсный выход управляемого генератора 10 соединен со счет- ным входом двоичного счетчика 7, выходы которого соединены с адресными входами селектора-мультиплексора 8 и дешифрато- ра-демультиплексора 9. К выходам с первого по (п-1)-й последнего подключены

исполнительные механизмы 12 -1 12 (п-1). Кнопки Сброс и Пуск подключены соответственно к R- и S-входам RS-триггера 13.

Программное реле времени работает следующим образом

Кварцевый генератор 1 хронометрических колебаний генерирует импульсы,число которых непрерывно подсчитывается цепочкой счетчиков 2. Двоично-десятичный код числа тактов преобразуется двоично- десятичным дешифраторами 3 и 4 в позиционный десятичный код, который является исходным сигналом для набора временных команд в наборном поле.

Наборное поле состоит из п-1 идентичных наборов переключателей, каждый из которых содержит по два малогабаритных многопозиционных переключателя 5-15 - (п-1).

Малогабаритные многопозиционные переключатели 5 -15 - (п-1) коммутируют своими контактами на вход коньюнк- торов 6 - 1, . ., 6 - (п-1) соответствующие выходы дешифраторов 3 и 4. В исходное состояние устройство приводится кнопкой Сброс, при этом двоичный счетчик 7 открывает нулевой информационный вход селектора-мультиплексора 8, активным становится нулевой выход дешифратора-де- мультиплексора 9 (на чертеже не показан и не задействован), цепочка счетчиков 2 находится в положении Сброс.

После установки необходимой последовательности временных команд многопозиционными переключателями в наборном поле кнопкой Пуск устройство запускается в работу. При этом нулевой уровень напряжения с инверсного выхода RS-триггера 13 снимает обнуление по первому входу сброса цепочки счетчиков 2 и двоичного счетчика 7. По фронту положительного импульса, поступившего с прямого выхода RS- триггера 13 через нулевой информационный вход на прямой выход селектора-мультиплексора 8, запускается одновибратор 11. На его выходе формируется положительный импульс заданной длительности. Единичный уровень этого импульса блокирует работу дешифратора-демультиплексора 9 по стробирующему входу и обнуляет по второму входу сброса цепочку счетчиков 2. Одновременно импульс запуска с инверсного выхода селектора-мультиплексора 8 посту пает на управляющий вход управляемого генератора 10, где нулевым уровнем напряжения запускает в работу управляемый генератор 10. На инверсном выходе управляемого генератора 10 вырабатывается отрицательный импульс напряжения, по фронту которого записывается единица в двоичный счетчик 7. При этом двоичный код

на адресных входах селектора-мультиплексора 8 и дешифратора-демультиплекспра 9 изменяется на единицу - открывается перпый информационный вход селектора- мультиплексора 8.

Если на данном входе присутствует уровень логического нуля, то после инвертирования уровень логической единицы с инверсного выхода селектора-мультиплексора 8 блокирует работу управляемого генератора 10 После прекращения действия импульса на выходе одновибратора 11 снимается обнуление по второму входу сброса цепочки счетчиков 2 и блокировка дешифра- тора-демультиплексора 9 по стробирующе- му Bxoflyv при этом активным становится первый выход дешифратора-демультиплек- г.ора 9 - включается исполнительный механизм 12 - 1 и одновременно начинается отсчет данного интервала времени. При достижении установленной многопозиционным переключателем 5 - 1 величины первого интервала времени на выходе конь юнктора 6-1 появляется уровень логической единицы Этот уровень напряжения, проходя на прямой выход селектора-мульт- плексора 8. поступает на вход запуска одно- вибратора 11 и фронтом запускает его. На выходе одновибратора 11 формируется импульс заданной длительности, который поступая на второй вход сброса цепочки счетчиков 2, обнуляет их, а также блокирует по стробирующему входу работу дешифрэ- тора-демультиплексора 9. При этом все выходы его переходят в пассивное состояние и исполнительный механизм 12-1 выключается.

Одновременно единичный уровень напряжения с выхода конъюнктора 6 - 1 инвертируясь на инверсном выходе селектора-мультиплексора 8,запускает по управляющему входу управляемый генератор 10. На инверсном выходе управляемого генератора 10 вырабатывается отрицательный импульс напряжения, по фронту которого записывается единица в двоичный счетчик 7. При этом двоичный код на адресных выходах селектора-мультиплексора 8 и дешиф- ратора-демультиплексор 9 изменяется на единицу - открывается второй информационный вход селектора-мультиплексора 8. Если на втором информационном входе селектора-мультиплексора 8 присутствует уровень логического нуля, то после инвертирования уровень логической единицы с инверсного выхода селектора-мультиплексора 8 блокирует работу управляемого генератора 10. После прекращения действия импульса на выходе одновибратора 11 снимаются обнуление по второму входу сброса цепочки

счетчиков 2 и блокировка дешифратора-де- мультиплексора 9 по стробирующему входу, при этом активным становится второй выход дешифратора-демультиплексора 9 включается исполнительный механизм 12 - 2 и одновременно начинается отсчет второ го интервала времени При этом цепочка счетчиков 2 ведет счет импульсов с нуля. Далее устройство работает аналогично описанному.

При достижении установленной многопозиционным переключателем 5 - (п-1) величины (п-1)-го интервала времени на выходе коньюнктора 6 - (п-1) появляется уровень логической единицы, который, проходя на прямой выход селектора-мультиплексора 8, поступает на вход запуска одновибратора 11 и фронтом запускает его. На выходе одновибратора 11 формируется импульс заданной длительности, который, поступает jna второй вход сброса цепочки счетчиков 2, обнуляет их, а также блокирует по стробирующему входу работу дешифратора-демультиплексора 9 При этом все выходы его

переходят в пассивное состояние и исполнительный механизм 12 - (п-1) выключается

Одновременно единичный уровень напряжения с выхода коньюнктора 6 - (п-1),

инвертируясь ид инверсном выходе селектора-мультиплексора 8,запускает по управляющему входу управляемый генератор 10, на инверсном выходе которого вырабатыва- ется отрицательный импульс напряжения,

по фронту которого записывается единица в двоичный счетчик 7 Двоичный код на адресных входах селектора-мультиплексора 8 и дешифратора-демультиплексора 9 изменяется на единицу - открывается n-й информационный вход селектора-мультиплексора 8.

Далее возможны следующие случаи. В случае, когда переключатель Цикл не замкнут, устройство дальнейшую работу прекращает, так как единичный уровень

напряжения с n-го входа селектора-мультиплексора 8 блокирует управляемый генератор 10. После прекращения действия импульса на выходе одновибратора 11 снимаются обнуление по второму входу сброса

цепочки счетчиков 2 и блокировка по стробирующему входу дешифратора-демультиплексора 9. активным становится его п-й выход (на чертеже не показан и не задействован). Далее производится только счет и

индикация текущего времени. Эта информация может понадобиться при определении времени простоя между отработкой соседних временных последовательностей. При необходимости этот счет можно и не вести, используя при этом n-й выход дешифратора-демультиплексора 9 для блокировки счета цепочки счетчиков 2.

Устройство готово к следующей отработке последовательностей временных команд по сигналу от кнопки Сброс.

При цикличной работе устройства переключатель Цикл замыкается. В этом случае после отработки (п-1)-го интервала времени двоичный счетчик 7 выставляет на своих выходах код, при котором открывается n-й вход селектора-мультиплексора 8. Так как на этом входе присутствует логический ноль, то на инверсном выходе селектора- мультиплексора 8 состояние логического нуля подтверждается и управляемый генератор 10 продолжает свою работу. На его инверсном выходе появляется очередной отрицательный импульс напряжения, по фронту которого происходит запись еще одной единицы в двоичный счетчик 7. Двоичный счетчик на адресных входах селектора-мультиплексора 8 и дешифратора- демультиплексора 9 изменяется на единицу, при этом открывается нулевой информационный вход селектора-мультиплексора 8. В это время на выходе одновибратора 11 присутствует единичный уровень напряжения, блокирующий по стробирующему входу дешифратор-демультиплексор 9 и удерживающий по второму входу сброса в состоянии Сброс цепочку счетчиков 2. Так как на нулевом информационном входе селектора-мультиплексора 8 присутствует единичный уровень напряжения (RS-триг- гер 13 находится в положении Пуск), управляемый генератор 10 продолжает работу. Очередной импульс с его инверсного выхода снова записывает единицу в двоичный счетчик 7, теперь открывается первый информационный вход селектора-мультиплексора 8, и если на данном входе присутствует уровень логического нуля, после инвертирования уровень логической единицу с инверсного выхода селектора-мультиплексора 8 блокирует работу управляемого генератора 10. После прекращения действия импульса на выходе одновибратора 11 снимаются обнуление по второму входу сброса цепочки счетчиков 2 и блокировка дешифратора-демультиплексора 9 по стробирующему входу, и активным становится первый выход дешифратора-демультиплексора 9, включается исполнительный механизм 12 - 1 и одновременно начинается отсчет данного интервала времени. Далее устройство работает аналогично описанному.

Программное реле времени позволяет оперативно перестраивать последовательность временных команд, что важно в случае

испытания линий, прогона оборудования. При этом временная последовательность команд может быть самой произвольной. Если в общей последовательности

временных команд пропускается одна или несколько, то соответствующие многопозиционные переключатели устанавливаются на нули. В этом случае устройство отрабатывает последовательность времен0 ных команд, пропуская Нулевые, которые могут программироваться в лю.бом произвольном месте всей последовательности.

Для пояснения рассмотрим предельный случай, когда из всей существующей после5 довательности временных команд необходимо оперативно реализовать только одну. допустим пятую, т.е. необходимо включить на определенное время только исполнительный механизм 12 -- 5. Для этого наборы

0 переключателей с первой по четвертую и с шестой по (п-1)-ю команды устанавливают на нули. Кнопкой Пуск запускают устройство в работу. По фронту импульса с прямого выхода RS-триггера 13 запускается

5 одновибратор 13 и формирует на выходе положительный импульс заданной длительности, в течение которой блокируется по стробируклцему входу дешифратор-демультиплексор 9 ( выходы с первого по (п-1)-й в

0 пассивном состоянии)и находится в состоянии Сброс по второму входу сброса цепочка счетчиков 2.

Одновременно импульс с нулевого информационного входа селектора-мульти5 плексора 8, проходя на его инверсный выход, нулевым уровнем напряжения запускает управляемый генератор 10. который формирует отрицательный импульс, фронт которого записывает единицу в двоичный

0 счетчик 7. Код на адресном входе селектора- мультиплексора изменяется на единицу, открывается его первый информационный вход. Так как на этом входе присутствует единичный уровень напряжения, состояние

5 управляющего входа управляемого генератора 10 не изменяется, он продолжает работу. Очередной отрицательный импульс с инверсного выхода управляемого генератора 10 изменяет код на выходах двоичного

0 счетчика 7 на единицу, открывается следующий второй информационный вход селектора-мультиплексора 8, на входе которого также присутствует единичный уровень напряжения, и работа управляемого гене5 ратора 10 также продолжается. Подобные переключения происходят до тех пор. пока не обнаружится нулевой уровень напряжения на одном из входов селектора-мультиплексора 8. В данном примере этим входом является пятый. Уровень напряжения с пятого информационного входа селектора- мультиплексора 8, проходя на его инверсный выход, единичным уровнем напряжения блокирует работу управляемого генератора 10.

После прекращения действия импульса на выходе одновибратора 11 снимается обнуление по второму входу сброса цепочки счетчиков 2 и блокировка дешифратора-де- мультиплексора 9 по стробирующему входу. Активным становится пятый выход дешиф- ратора-демультиплексора 9, включается исполнительный механизм 12 - 5 и одновременно начинается отсчет пятого интервала времени, установленного пятым набором многопозиционных переключателей. При достижении установленной величины пятого интервала времени на выходе коньюнк- тора 6-7 появляется единичный уровень напряжения, который, проходя на прямой выход селектора-мультиплексора 8. фронтом запускает одновибратор 11.

Импульс заданной длительности с выхода одновибратора 11 обнуляет по второму входу сброса цепочку счетчиков 2 и блокирует по стобирующему входу дешифра- тор-демультиплексор, исполнительный механизм 12-5 выключается.

Единичный уровень напряжения с выхода коньюнктора 6-5, инвертируясь, также запускает управляемый генератор 10, который в дальнейшем сформирует столько импульсов, число который будет соответствовать числу последовательных нулевых интервалов времени (в данном примере нулевые интервалы с шестого по (п-1)-й при разомкнутом переключателе Цикл и с шестого через n-й по четвертый при замкнутом переключателе Цикл). При разомкнутом переключателе Цикл исполнительный механизм 12-5 отрабатывает пятую временную программу один раз.

При замкнутом переключателе Цикл исполнительный механизм 12-5 отрабатывает временную программу циклично с промежутком, равным длительности импульса, .формируемого одновибратором 11. Все вышеизложенное относится к отработке любой произвольной последовательности временных команд.

Формула изобретения

Программное реле времени, содержащее кварцевый генератор хронометрических колебаний, цепочку счетчиков выходы которых соединены с входами двоично-десятичных дешифраторов, выходы которых соединены с входами наборного поля, состоящего из многопозиционных переключателей, коньюнкторы, отличающегося тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения оперативности смены и реализации произвольных последовательностей временных команд, в него введены селектор- мультиплексор, управляемый генератор, одновибратор, двоичный счетчик, дешиф- ратор-демультиплексор, RS-триггер, переключатель Цикл, при этом прямой выход

RS-триггера. к установочному R-входу ко-, торого подключена кнопка Сброс, а к установочному S-вхводу - кнопка Пуск, соединен с нулевым информационным входом селектора-мультиплексора, прямой выход которого соединен с входом запуска одновибратора, выход которого соединен с входом стробирования дешифратора-де- мультиплексора и вторым входом сброса цепочки счетчиков, первый вход сброса

которых соединен с инверсным выходом RS-триггера и входом сброса двоичного счетчика, а инверсный выход селектора- мультиплексора соединен с управляющим входом управляемого генератора, инверсный выход которого соединен со счетным входом двоичного счетчика, выходы которого соединены с адресными входами селектора-мультиплексора и дешифратора- демультиплексора. к выходам с 1-го по (п-1)и которого подключены исполнительные механизмы, входы конъюнкторовсоединены с соответствующими выходами наборного поля, выходы конъюнкторов соединены с информационными входами с 1-го по (п-1)-й

селектора-мультиплексора, n-й вход которого соединен с первым контактом переключателя Цикл, второй контакт которого соединен с общей шиной.

5-1

I . 5-(п-1)

Изобретение относится к устройствам программного и логического управления. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем оперативной смены и реализации произвольных последовательностей временных команд - достигается за счет введения в состав устройства двоичного счетчика 7, селектора-мультиплексора 8, дешифратора-демультиплек- сора 9, управляемого генератора 10, одновибратора 11, RS-триггера 13. переключателей Сброс, Пуск и Цикл. Кроме того, в состав устройства входят генератор 1 хронометрических колебаний, цепочка счетчиков 2, двоично-десятичные дешифраторы 3 и 4, наборное поле 5, двухвходовые коньюнкторы, исполнительные механизмы. Введенные элементы обеспечивают возможность без наращивания разрядности цепочки счетчиков 2 обеспечить расширение диапазона программного управления временными интервалами, реализовать режимы пропуска одной или необходимого ряда команд в произвольной последовательности. 2 ил.

0J

ш

SE

9

. Ч

i|

Фиг. 2