Устройство для многоканального программного управления Советский патент 1978 года по МПК G05B19/08 

Изобретение относится к программно-временным устройствам для централизованного управления и предназначено для управления группой агрегатов, технологический процесс s которых одинаков, носит циклический характер, а начала циклов для различных агрегатов смещены на произвольный интервал времени, причем устройство может быть применено, например для управления группой.вулканизационных агрегатов в шинной промышленности, группой сепараторов в пищевой промышленности и т. п.

Известно многоканальное устройство для централизованного управления исполнительными элементами, содержащее цифровой компаратор, блок выбора адреса, блок контроля выбора адреса, коммутирующие и исполнительные элементы и блоки сопряжения между исполнительными и коммутирующими элементами. Однако это устройство более ограниченную область применения и не предназначено для управления группой объектов, каждый из которых содержит множество исполнительных элементов |lj.

Известно также устрся ство для многоканального программного управления, содержащее цифровой коммутатор, блок синхронизации, блок задания программы, многоканальные цифроаналоговые и аналогоцифровые преобразователи и исполнительные элементы. Однако эта система не предназначена для работы в автономном режиме и предполагает наличие управляющей вычислительной машины 12.

5 Подобные устройства часто обслуживаются оператором, который должен иметь возможность подачи внеочередных команд (во время, отличное от предусмотренного программой) при отклонениях режима от нормы, в частносjj ти в аварийных ситуациях, а также иметь возможность вызова кодов каналов на индикацию Б задающую часть. В устройствах с после довательным опросом задержка этих процессов равна времени цикла обегания коммутатора каналов. 3ta величина при большом числе каналов может быть суп1ественио больше времени реакций оператора и ограничивает возможности управления.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для многоканального программного управ.г1ения, содержащее последовательно соединенные блок управления и ввода программы, распределитель импульсов, блок задания режима, счетчик импульсов, соединенный с распределителем импульсов, и регистр, подключенный к распределителю импульсов и блоку управления и ввода программы, и последовательно соединенные генератор импульсов, управляемый делитель частоты, блок коммутации, подключенный к блоку управления и ввода программы, и по числу каналов управления логические блоки, подключенные к исполнительным органам, счетчику импульсов и распределителю импульсов {3|.

Недостатками этого устройства являк тся сложность и низкое быстродействие.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его быстродействия.

Это достигается тем, что устройство содержит первый триггер, первый одновибратор, подключенный к управляющему делителю частоты, и последовательно соединенные второй одновибратор, подключенный к выходу блока управления и вода программы, первый элемент И, соединенный с первым одновибра тором, второй триггер, подключенный к блоку коммутации, элемент ИЛИ и второй элемент И, один из входов которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с одним из входов распределителя импульсов, один нз выходов первого одновибратора через первый триггер подключен ко входам блока коммутации и первого элемента И, причем один из входов первого и второго триггеров соединены с выходом распределителя импульсов, кроме того, логический блок содержит элемент И-ИЛИ и третий элемент И, подключенные через регистр сдвига к четвертому элементу И, соединенному со входом элемента И-ИЛИ и выходом логического блока, причем один из входов элементов И и И-ИЛИ и выходы ре: гистра сдвига являются соответственно входами и выходами логического блока.

На фиг. I представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, управляемый делнтель 2 частоты, коэффициент деления которого задается от блока 3 задания режима, блок 4 оперативного управления, блок 5 управления и ввода программы, статический переключатель 6 с выходами 6-J, 6-2 и динамический переключатель 7 с выходами 7-1, 7-2, образующие блок 8 коммутации, счетчик 9 импульсов, регистр 10, распределитель 11 импульсов с выходами Н--I - U-8, первый i2 и второй 13 одноаибраторы, первый элемент И W. первый i5 и второй 16 триггеры, элемент ИЛИ 17 и второй элемент И 18, яричем блоки 10-18 образуют блок 4 оперативного управления, регмстр 19 сдвига, элемент И-ИЛИ 20, третий 21 и четвертый 22 элементы И, причем бло1Ш 19- 22 образуют логические блоки 23, н нспблнительные органы 24.

Устройство в обычном рабочем режиме работает так. Распределитель импульсов выдает п-импульсов сдвига по числу разрядов регистров с выхода 11-5, распределителя, которые поступают на сдвиг счетчика 9, работающего в это время в режиме регистра сдвига, и элементы И 21 всех каналов. Если иа остальные входы элемента 2 подаются разрещающие сигналы с соответствующего выхода динамического переключателя каналов 7 и с датчика включения агрегата в,работу (сигнал вкл ), то происходит сдвиг разрядов регнстра 19 и выдача информации через открытый элемент И 22 и элемент ИЛИ 17 на счетчик 9. В конце серии импульсов на счетчике 9 есть код одного канала. Затем на выходе 11-6 появляется импульс отсчета времени, поступающий на счетный вход счетчнка 9, его со0 ртветствующне разряды работают в это время в режиме счетчика, н код в них увеличивается на единицу. Затем с выхода 11-8 поступают т-опросных импульсов (по чнслу команд) на блок 3 задания режима. Они осуществляют последовательное сравненне кода времени с

5 выхода блока 9 с кодами программных команд блока 3, В результате сравнения с выхода блока 3 формирУотся сигналы изменения состояния исполнительных органов, которые изменяют код в других разрядах счетчнка 9. ЗаQ тем с выхода 11-5 поступают п-импульсов сдвига, и информация со счетчика 9, работающего в режиме регистра сдвига, поступает через элемент И-ИЛИ 20 в регистр 19 сдвига канала. Если весь рассмотренный цикл по длительности меньше времени срабатывания исполнительных органов, то ложных переключеннй за время цикла не произойдет. Возможен случай, когда время обработки информации в задающей части больще временН срабатывания исполнительных органов: например, велико число ш-программиых команд, или же

производятся дополнительные операции (обращение к центральному процессору через интерфейсный блок н т. п.). Для этого случая в схему капала введен элемент 20 И-ЙЛИ и сопутствующие ему связи. Вр время передачи информации из секции в задаммую часть с выхода 11-3 подается сигнал разрешения, а с выхода 11-2- запрещения- Тогда код каиала через элемент 20 снова поступит на регистр 19 сдвига, и в течение всей обработки информации в задающей части в канале не

будет происходить ложных переключений исполнительных органов. Во время обратной передачи из задающей части в секцию на выходе М--2 будет р азрещающий сигнал, на выходе И-3 - запрещающий. Обратная связь

-в регистре 19 разорван.а, н из задающей частя в секцию поступает новый код. Если ограничение сверху времени обработки информации в задающей части соблюдено, то элемент 20 и все сопутствуюи|ие ему связи и сигналы могут быть исключены, а выход счетчнка 9

иепосредствеийо подключен к входам регистров |9 всех каналов.

Рассмотрим теперь работу устройства в опе ратсфном и имд:икаторном режимах. Перевод распределителгяИ импульсов в операторный

5 и индикаторный режимы производится с выхода блока 6 управления и ввода программы. Операции пересылки кода из канала в задающую часть и обратно совпадают с рабочим режнмом/В операторном {/ежнме не производится отсч1ет времени с выхода 11-6. Вместо

0 него с выхода 11-7 проходит импульс записи

кода времени из регистра 10 в счетчик 9. Код времени в регистр 10 предварительно записывается с выхода блока управления и ввода программы, где он набирается оператором. Если набранный код соответствует одной из программных команд, то после опроса с выхода 11-8 эта команда будет выполнена, если же такого соответствия нет, то будет внесена временная поправка (смешение во времени программы для данного канала).

В индикаторном режиме нет операций отсчета времени н опроса т-команд. Вместо них с выхода 11-4 поступает импульс записи кодов с выходов счетчика 9 в регистр 10, связанный с индикаторами в блоке управления и ввода программы.

Рассмотрим теперь работу блока 4 оперативного управления, который осуществляет согласование по времени между режимами различных секций и позволяет ускорить процессы оперативного управления и индикации. С выхода делителя 2 частоты на блок 4 поступают импульсы, частота которых задается из блока 3 задания режима в зависимости от длительности циклического процесса. Эти же импульсы поступают в блок 8 коммутации на вход динамического переключатели каналов 7 со стробированнь1ми выходами, Стробирование осуществляется с прямого выхода первого триггера 15. На временной диаграмме (см. фиг. 2, б) показана в первом такте работа с 1-ым каналом -- открыт выход 7-i, во втором такте - работа со 2-ым каналом секцией. Импульсы с делителя частоты запускают первый одновибратор 12, длительность импульса которого иееколько больще длительности полного цикла работы распределителя импульсов в рабочем режиме (см. фиг. 2, а). Выходной импуль)С одновибратора 12 своим задним фронтом устанавливает первый триггер 15 через его дифференцирующий вход в состояние «1. При этом импульсы с генератора 1 через элемент И 18 начинают поступать на вход распределителя 8 импульсов. По окончании цикла работы распределителя импульсов с выхода И-I пройдет импульс установки «О первого триггера 15. Выходной импульс 15 стробирует также переключатель 7. Полиый цикл обегаиия переключателя 7 соответствует одному такту отсчета времени во всех секциях.

В третьем такте (см. фиг. 2, б) показан случай, когда сигнал оперативного управления (или индикации) проходит с выхода блока 5 в момент времени, когда первый триггер 15 находится в «О (распределитель импульсов заторможен и первцй одновибратор 12 также находится в «0. При этом запускается второй одновибратор 13, на время, большее суммы длительностей импульсов одновибратора 12 и триггера 15 и через открытый элемент И 14 передним фронтом устанавливает в «1 второй триггер 16. Через элемент ИЛИ 17 второй триггер 16 от-крывает элемент И 18, иачинается цикл работы распределителя импульсов 11, по окончании цикла с выхода И-1 проходит импульс установки «О .второго триггера 16. Импульс с выхода триггера 16 стробирует выходы статического переключателя 6 и блока 8 коммутации.

В третьем такте показан случай, когда оператором выбран первый какал, открывается 5 выход 6-7.

Во втором такте показан случай, когда сигнал оперативного управления (или вызова индикации) посылается с выхода блока 5 в момент открытого состояния первого одновибратора 12. При этом элемент И 14 закрыт

0 до окончания импульса на первом триггере 15. После этого элемент 14 открывается и своим передним фронтом устанавливает в «1 второй триггер 16. Дальнейшие операции аналогичны приведенному.

, Такая же последовательность операцнй происходит, если сигнал с выхода 5-1 поступает, когда первый триггер 15 находится в состоянии «1.

Максимальная задержка в выполнении сигнала оперативного управления или вызова иа

0 индикацию равна сумме длительностей импульсов первого одновибратора 12 и первого триггера 15, что примерно равно двум циклам работы распределителя импульсов. Эта величина намного меньще максимальной задержки в устройстве с последовательным опросом, ко5торая равна длительности полного цикла работы переключателя. Оцеиить технико-экономический эффект предлагаемого устройства можио путем сравнения возможных потерь продукции при управлении с помощью устройства

0 с последовательным опросом и при управлении с помощью предлагаемого устройства. Это1т эффект зависит от конкретных характеристик технологического процесса, Например, для процесса вулканизации автопокрышек время задержки оперативного управления или индикации в устройстве с последовательной коммутацией составляет 10-30 сек, что не позволяет оператору достаточно быстро реагировать на отклонения режима от нормы и может прнвести к значительным потерям продукции. Применение предлагаемого устройства позволяет полностью исключить эти потери, так как время задержки оперативного управления и индикации сокращаемся до 1-2 мсек без существенного повышеиия стоимости устройства.

4S

Формула изобретения

1. Устройство для многоканального программного управления, содержащее последовательно соед1Н1ненные блок управления и ввода про-.

граммы, распределитель, импульсов, блок задания режима, счетчик импульсов, соединенный с распределителем импульсов, и регистр, подключенный к распределителю импульсов и блоку управления и ввода программы, и последовательио соединенные генератор импульсов, управляемый делитель частоты, блок коммутации, подключенный к блоку управ.чения и ввода программы, и по числу каналов управления логические блоки, подключеиные к исполнительным органам, счетчику импульсов .и

распределителю импульсов, отлина1дщееся тем.

что, с целью упрощения устройства и повыше 1ия его быстродействия, оно содержит первый триггер, первый одновибратор, подключенный к управляемому делителю частоты, и .последовательно соединённые второй одновнбратор, подключенный к выходу блока управления и ввода программы, первый элемент И, соединенный с первым одновибратором, второй триггер, подключенный к блоку коммутации, элемент ИЛИ и второй элемент И, один из входов которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - с одним из входов распределителя импульсов, один из выходов первого одновнбратора через первый триггер подключен ко входам блока коммутации и первого элемента И, причем .один из входов первого и второго триггеров соединены с выходом распределителя импульсов.

«р. 1

2. Устройстни по п, , отличающееся тем, что логический блок содержит элемент И-ИЛИ и третий элемент И, подключенные через регистр сдвига к четвертому элементу И, соединенному со входом элемента И-ИЛИ и выходом лотического блока, причем одни из входов элементов И и И-ИЛИ и выходы регистра сдвига являются соответственно входами и выходами логического блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 445025, кл. G 05 В 19/00, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 432462, кл. О 05 В 19/18, 1972.

3.Авторское свидетельство СССР Я9 462168 кл. G 05 В 19/18, 1973.