Устройство для программного управления Советский патент 1980 года по МПК G05B19/18 

Изобретение относится к программному логическому управлению, преимущественно металлорежущими станками, а также транспортными, загрузочными устройствами и аругчмк промышленными объектами. Известны устройства программного логического управления, содержащие входные и выходные преобразователи информа ции, вычислительньй блок, блоки памяти. Е1хоаные и вьLxoдныe преобразователи информации связаны соответственно с дискретного действия воспринимающими элементами (кнопками, путевыми вьжлюча- телями и т.п.) и исполнительными элемен тами (контакторами, электромагнитами, электромагнитными муфтами, сигнальными лампочками и т.п.) управляемого кта . В блоках памяти хранится программа управления конкретным объектом. Такая структура позволяет оснащать различ ные об1.екты управления одинаковыми уст ройствами управления, различающимися лишь набором входных и выходных преобразователей, количеством олоков памяти и хранимой в них программой lj|2 . Однако данные устройства обладают узкой областью применения. Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее входные и выходные преобразователи информации, связанные с вычислительным блоком, генератс тактовых импульсов, входы которого подключены к первому входу вычислительного блока и к входу счетчика, кодовые выходы которого подключены ко входам блоков памяти. В прс«ессе работы устройства из блоков памяти последовательно считьшаются и отрабатываются команды программы, каждая из которых содержит код операции и адрес (т.е. номер) входа или выхода. Данное устройство может одновременно управл5ггь и несколькими объектами (как одинаковыми, так и различными). В этом случае суммарньсй объем блоков nat.fsrrH должен вмешать все программы управления. Если утфавляр.мые объекты олииако. вые, то эти программы являются аналогичными и различаются лишь адресами входов и выходов з . Однако в этом устройстве приходится все аналогичные программы хранить в памяти. При управлении И одинаковыми объектами требуется хранить И аналогичных программ, что требует соответствующего увеличения числа блоков памяти, то есть приводит к повышению стоимости устройства. Кроме того, необходимость записи И программ, а не одной, существе но усложняет программирование. Цель изобретения - устранение указан ных недостатков, то есть упрощение уст- роиства при управлении несколькими одинаковыми управляемыми объектами. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены триггер, три р гистра и второй счетчик, причем выходы блоков памяти соединены со входом первого регистра и со входом третьего регистра, выходы которого подключены ко вторым входам вычислительного блока, выход переполнения первого счетчика под ключен ко входу второго счетчика, кодов выходы которого соединены со входами второго регистра, выходы первого и второго регистра подключены к а; есным входам BxoiiHbtx и выходных преобразователей информации, а информационные выходы вычислительного блока через триггер подключены к информационна входам выходных преобразователей инфс мации. Наличие трех регистров, триггера и второго счетчика позволяет при управлении N одинаковыми объектами хранить в бл ках памяти не N аналогичных программ, а одну такую программу, что существенно прощает программирование. При этом в N раз уменьшается требуемый суммар ный обьем блоков памяти и соответствен но уменьшается число этих блоков, всле ствие чего снижается стоимость устройства. Устройство таким образом, упрощается. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит вычислительный блок 1, триггер 2, генератор 3 тактовы импульсов, первый счетчик 4, первый ре гистр 5, второй регистр 6, третий регис 7, второй счетчик 8, блоки 9 памяти и входные и выходнью преобразователи 1О-11 информации. К вхо/шым преобразователям 10 информации по/1ключены дискретного пейст 7 64 вия воспринимающие э-чемеиты (кнопки, переключатели, путев ые вьаслючатели, реле давления и т. п.; на чертеже не показано) управляемых объектов 12. К выходным преобразователям 11 информации подключены дискретного действия исполнительные элементы (контакторы, электромагниты, электромагнитные муфты, сигнальные лампочки и т.п. ; на чертеже не показаны) управляемых объектов 12. В блоках 9 хранятся программы управления каждым из объектов 12. Программы вводятся в блоки 9 в период стьжовки устройства 5а1равления с утфавляемъгми объектами. ЕЗвод программы осуществляется с помощью специального устройства программирования. Программа представляет собой последовательность команд, в соответствии с которой в блоке 1, работающем совместно с триггером 2, периодически производится вычисление значений булевък функций, определяющих состояния выходов, устройства, и состояния исполнительных элементов объектов 12. Если объектъ 12 одинаковые, то в блоках 9 хранится программа управления тошько одним управляемъ1м объектом. Например, всего объектов 10, а каждый имеет не более 10О входов и выходов в сумме. Удобно принять слел тощее распределение адресов входов-въкодов. Распределение адресов входов и выходов для 1О управляемъос объектов Управляемъгй объект, Адрес входовN5въгходов 10О-199 200-209 ЗОО-399 400-499 500-599 600-699 700-799 8ОО-899 900-999 ООО-О99 Каждая и; команд, составляющих программу, содержит код операции и адресную часть. В устройстве, в у1фавления одинаковыми объектами, адресная часть команды содержит только младшие разряды адреса входа-въкода (в рассматриваемом примере 2 разряда) , старшие же разряды (в рассматриваемом 1тэимере 1 разряд) определяются состо5шием счетчи- ка 8, в KOTOf)OM хранится текущий номер управляемого объекта. Если считывается команда, адресная часть кото{эой представляет собой число 45, а счетчик 8 в этот момент находит ся в состоянии J, то выбирается вход или выход 345. Устройство работает следующим обра зом. С генератора 3 тактовые и myльcь постоянной частоты поступают на вход счетчика 4, С каждьЕМ тактовьгм импульсом состояние счетчика 4 увеличивается на единицу. С кодовых выходов этого сч чика номер очередной команды подается блоки 9, из которьсх считывается и пере дается в регистры 7 и 5 очередная команда программы. Содержащийся в этой команде код операции запоминается в регистре 7, а адресная часть команды (младшие разряды адреса входа-выхода) в регистре 5. Старший разряд адреса по дается в регистр 6 с кодовых выходов счетчика 8. Полный адрес входа-выхода (старший и младшие разряды) с регист- ров 6 и 5 поступает на адресные входы преобразователей 10 и И. При этом происходит выбс соответствующего входа или выхода, и информация о его состоянии подается с информационного вы-. хода соответствующего преобразователя 1О или 11 на информационный вход блока .1. Здесь с этой информацией, в соответствии с поступившим кодом операции, вьтапняется одна из логических one раций, например И, ИЛИ, НЕ-И, НЕ-ИЛИ При этом код вьтолняемой операции поступает на операционные входы блока 1 с регистра 7. Вторым операндом вьшол- няемой операции является результат предыдущей операции, хранимый в триггере 2.Результат очередной операции, при поступлении на управляющий вход блока 1 стробирующего импульса с генератора 3,вновь заносится в триггер 2 путем . Подачи импульса с соответствующего информационного выхода блока 1 на единичный или нулевой вход триггера. Так считывается и отрабатывается группа команд вычисления булевой функц некоторого выхода. В последней команде этой программируется код операции установка состояния. При получении такого код с регистра 7 и при поступлении стробиру ющего импульса с генератора 3 блок 1 выдает импульс на управляющий выход, подключенный к управляющим входам преобразователей 11. При этом вьгбран- ный вьссод устанавливается в то состояние, в котором находится триггер 2, то есть в состояние, соответствующее вычисленному сечению булевой функции natffloro вьсхода. Аналогично управляются остальные вььходы. После отработки последней команды программы вновь считывается и отрабатывается первая команда, затем вторая н т.д. Циклы считывания отработки всех команд программы повторяются с достаточно высокой частотой (время цикла порядка 1-2 мс). Перед первым циклом счетчик 8 устанавливается в состояние , поэтому в первом цикле формируются адреса входов-выходов в интервале 100-199, то есть осуществляется управление объектом Кч 1. После каждого цикла с выхода переполнения счетчика 4 на вход счетчика 8 продается импульс, в результате чего состояние счетчика 8 увеличивается на единицу. Во втором цикле при считывании тех же команд программы форми|-1уются адреса в интервале 2ОО-299, то есть осуществляется управление объектов № 2, в третьем цикле - объектом 3 и т.д. В 11-м цикле счетчик 8 вновь находится а состоянии I и вновь производится управление объектом № 1, в 12-м цикле - объектом N9 2 и т.д. Период повтсрения всех команд управления для каждого из объектов составляет таким образом, 10 циклов, то есть время порядка 1О-20 мс. Это время сравнимо со временем срабатъгвания реальных исПолнительнъ1х элементов, чем и объяс- работоспособность описанного устройства. Введение в устройство сравнительно простъгх и дешевых трех регистров, триггера и второго счетчика при управлении несколькими одинаковыми объектами, в общем случае работающими независимо, позволяет существенно сокр)атить число сравнительно дорогих и сложнъгх блоков памяти, то есть сократить оборудование, и снизить стоимость устройства, а также сократить число программ, а следовательно, сократить сроки и стоимость программирования, то есть упростить программ фование. Формула изобретения Устройство /vm программного управения, содержащее вхо.игъш и выхо/щыо