Устройство для формирования оперативных решений в системах управления Советский патент 1982 года по МПК G06F17/00 G05B19/425 

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение для выработки оперативных оптимальных решений в сфере управления транспортными перевозками, производственными и строительными процессами, для управления работ по сетевым графикам. Например, при строительстве рассредоточенных объектов возникают задачи: выбора оптимальных маршрутов перевозок грузов со складовна объекты с учетом наличия автотранспорта, строительной техники на объектах, наличия изделий на складах, потребности в них на объектах; выбора номера автоколонны и склада для доставки груза на данный объект и выбора номера склада и объекта, на которыеследует направить автотранспорт из данной автоколонныи ряд других.

Известно устройство для оперативного контроля в системах автоматического управления, которое содержит информационное табло, связанное с сдвигающими регистрами поиска столбцов и строк, блок ввода, регистр ввода информации, блоки управления, индикации, блок сравнения и счетчик-сумматор l.

Это устройство позволяет только контролировать параметры процессов. Его недостатком является отсутствие возможности вырабатывать оптимальные оперативные решения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для формирования оперативных решений и контроля в системах управления, которое содержит первое информационное табло, входы которого подключены соответственно к выходам разрядов первого и второго регистров сдвига, выходы последнего подключены также к входам второго и н(1юрма ц ионного табло, другие входы которого под- ключены к выходам разрядов третьего регистра сдвига, выходы всех регистрое подключены к дешифратору, выход которого подключен к блоку индикации блок ввода, вход которого является входом устройства, информационные выходы блока ввода через буферный регистр подключены соответственно к информационным входам первого коммутатора, выход которого подключен к информационным входам первого и второго информационных табло, выходы которых подключены к первым двум входам сумматора, выходы которого подключены к входам регистра, выход которого соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход соединен с вы ходом сумматора, третий вход которогр Подключен к первому выходу второго коммутатора, второй его выход подключен к первому входу блока управления второй вход которого подключен к выходу блока ввода, второй вход которо го подключен к вторым входам первого коммутатора и к. первому выходу блока управления, второй., третий, четвертый выходы которого подключены к сдвигающим входам первого, второго, третьего регистров сдвига соответственно, выходы старших разрядов которых подключены к третьему, четвертому и пятому входам блока управления f Недостатком данного устройства является отсутствие возможности учитывать ограничения на объем материалов, либо конструкций на складах и по требное их количество на объектах. Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет адаптации к изменяющимся внешним условиям. Поставленная цель достигается тем ЧТО в устройство, содержащее регистры сдвига, информационные табло, блок ввода, информационный вход которого является входом устройства, информаци онные выходы блока ввода через буферный регистр подключены соответственно к информационным входам первого коммутатора, выход которого подключен к информационным входам первого и второго информационных табло, управляющие входы первого из которых подключены соответственно к выходам разрядов первого и второго рег идтров сдвига, управляющие входы второго информационного табло соединены соответственно с выходами разрядов второго и третьего регистров сдвига, выходы разрядов первого, второго и третьего регистров сдвига подключены соответственно к информационным входам дешифратора, выход которого подключен к входу блока индикации, выходы первого и второго информационных табло подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выходы которого соединены соответственно с вxoдa 1и регистра, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, втЬрой вход которого соединен с выходом сумматора, третий вход сумматора соединен с первым выходом второго коммутатора, второй выход которого подключен к первому входу блока управлен 4)1, второй вход которого подключен к управляющему выходу блока ввода, управляющие входы блока ввода и первого коммутатора соединены с первым выходом блока управления, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к сдвигающим входам первого, второго и третьего региоров сдвига, выходы старших разрядов которых подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому входам блока управления, введены два блока памяти, второй блок сравнения, три переключателя, пять элементов И, элемент ИЛИ, причем информационные входы первого блока памяти подключены к выходам разрядов второго регистра сдвига, выхо- ды первого и второго блоков памяти соединены соответственно с входами второго блока сравнения, информационные входы второго блока памяти подключены соответственно к выходам разрядов третьего регистра сдвига, первый, второй и третий выходы первого блока сравнения соединены соответственно с входами первого переключателя, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, с управляющими входами первого и второго блоков памяти, выход первого элемента И подключен к четвертому входу сумматора, первый выход второго блока сравнения соединен с первыми входами элемента ИЛИ, второго элемента И и с вторым входом первого элемента И, выход второго элемента.И подключен к управляющему входу дешифрат,9ра, второй вход со динен. второй переключатель с первым выходом первого блока сравнения, второй вход элемента ИЛИ соединен с вторым выходом второго блока сравнения, третий вход элемента ИЛИ соединен с выходом третьего переключателя, входы которого соединены со59ответственно с вторым и третьим выходами первого блока сравнения, первый второй и третий выходы которого под ключены соответственно к первым входам третьего, четвертого и пятого эле ментов И, вторые входы которых соединены с выходом элемента ИЛИ, а выходы подключены соответственно к шестому, седьмому и восьмому входам блока управления. Кроме того, блок управления содержит элементы И, ИЛИ, задержки,триггер и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первым. входам первого и второго элементов И и элемента задержки, а вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого являются соответственно первым, вторым, третьим, шестым, седь мым и восьмым входами блока, выход второго элемента ИЛИ является первым выходом блока, выходы первого и второго элементов И и элемента задержки подключены соответственно к второму, третьему и четвертому выходам блока и к входам второго элемента ИЛИ, второй вход первого элемента И и первый вход третьего элемента И подключены к четвертому входу блока, вторые -входы второго и третьего элементов И подключены к пятому входу блока, выхо третьего, элемента И соединен с .первым входом триггера, второй вход которого подключен к первому входу блока, выход триггера соединен с вторым входом элемента задержки. На фиг. 1 представлена схема уст.ройства; на фиг. 2 - схема информационного табло; на фиг. 3 схема запоминающей ячейки; на фиг. k - схема блока управления; на фиг. 5 - схема блока памяти. Приняты следующие обозначения: информационные табло 1 и 2, регистры сдвига 3-1 - 3-3, блок индикации , переключатели 5-1 - 5-3, блок управления 6, блок ввода 7, буферный регистр 8, коммутатор 9, сумматор 10, регистр 11, блок сравнения 12 и 13, дешифратор 14, коммутатор 15, блоки памяти 16 и 17, элемент ИЛИ 18, элементы И 19-23, запоминающие ячейки , элемент И 25, группа элементов И 2в, регистр 27, дешифратор 28, ге-; нератор тактовых импульсов 29, элементы ИЛИ 30 и 31, элементы И 32-3, элемент запрета 35, триггер 36, регистры 37-39, элементы И tO-it2, груп3 6 пы элементов И 43- 5, элементы ИЛИ /46tS. Устройство работает следующим образом. В информационные табло 1 и 2 заносятся показатели, например затраты на перемещение автотранспорта и перевозки грузов, либо пропускная способность дорог, либо объемы перевозок и др. регистры 37-39 блока памяти 17 заносятся объемы изделий на соответствующих складах, а в регистры блока памяти 1б - потребность в них на объектах, Занесение показателей в информационные табло осуществляется следующим образом. 8 исходном состоянии устанавлива 1 первые разряды регистров ются в сдвига и и в ячейку информационного табло 1 заносится первый показатель, а затем поочередно переключаются все от первого до последнего разряда регистра ЗЗ, и в табло 2 заносятся показатели. После этого блоком 6 в регистре устанавливается в состояние 1 второй разряд, а разряды регистра ЗЗ снова последовательно переключаются от 1-го до последнего. При этом заносятся показатели в табло 1 и в табло 2. Процесс записи продолжается до заполнения табло 2 и первой строки табло 1, после чего блоком 6 управления переводится в состояние 1 второй разряд регистра 3-1, а в регистре 3-2 разряды последовательно переключаются от первого до К-го при отключенном регист-,. ое -3-3. Блок управления 6 работает следующим образом. Сигналом о блока ввода 7 через элемент ИЛИ 30 запускается генератор тактовых импульсов 29. Через открытый элемент запрета 35 импульс переводит регистр сдвига в очередное состояние, а через элемент ИЛИ 31 открывает элементы И коммутатора 9, и код показателя,хранящегося в регистре 8, заносится в соответствующую ячейку. Блоком ввода 7 осуществляется засылка нового показателя в регистр 8 и очередное переключение регистра через блок управления 6. Как только в последний разряд регистра заносится 1, сигнал с его выхода через элемент И 33 пропускает один импульс на выход, тот импульс переводит регистр в очередное состояние. После того, как в его последний разряд записывается 1 на входе блока 6 появ ляется сигнал, которьй через открытый элемент И 3 перебрасывает триггер 36 в единичное состояние, запрещая прохождение импульсов на выход. Одновре мемно он открывает элемент И 32, и ос (ществляется переключение регистра до заполнения ячеек информационного табло 1. Запоминающая ячейка работает следующим образом. В момент подачи сигналов 1 открывается элемент И 25 и подает разрешающие сигналы на элемент И 26. Код показателя записывается в регистр 27. Выход регистра 27 через дешифратор 28 подключен к информационному табло, где отображается величина показателей в десятичной системе. Блоки памяти 16 и 17 предназначены для хранения величин потребности в материалах, либо строительных конструкциях по объектам и объемов материа лов или конструкций деталей на складах соответственно. Предварительно в регистры 37-39 заносится соответствующая исходная информация. Считывание осуществляется следующим образом. В зависимости от состояния регистров 3-2 или 3-3 на одном из входов соответствующего блока памяти име ется сигнал. Считывание осуществляется по четвертому входу. Считанная информация из соответствующего регистра поступает через соответствующие элементы И 3 и й либо 5 через элементы ИЛИ на выходы. I При решении конкретных задач оперативного управления предварительно осуществляется кйммутацйя выходов регистров 3-1 - 3-3f при решении задачи по перемещению автотранспорта все выходы регистров соединены со вхо дами табло 1 и 2 и соответствующих блоков памяти (фиг. 1J, при решейии задачи по выбору номера автоколонны и склада к табло 2 и блоку памяти 16 подключен только один выход регистра 3-1, соответствующий заданному номеру объекта, при решении,задачи по выбору номера склада и с ъекта к табло 1 подключается один выход регистра 3-1, соответствующий заданному номеру автоколонны и т.д. Устройство работает следующим образом. Сигнал с коммутатора 15 по входу блока управления 6 устанавливает триггер 36 в нулевое состояние и запускает регистры 3-1 - 3-3 и разрешает работу сумматора 10. Последний суммирует показатели соответствующих ячеек табло 1 и 2. Суммарное значение двух показателей поступает на вход блока сравнения 12, на другой вход которого поступает значение числа из регистра 11. При нахождении максимального суммарного значения показателя регистр 11 предварительно обнуляется. При нахождении минимума в регистр 11 заносится число, превышающее максимальное значение сумм. Блок сравнения 12 выдает сигнал пс одному выходу, если содержимое сумматора 10 меньше содержимого регистра It, по другому выходу, если содержимое сумматора 10 равно содержимому регистра 11, и по третьему выходу, если содержимое сумматора больше содержимого регистра. Если решается задача минимизации целевой функции, то выход блока сравнения 12 соединяется через переключатель 5-1 с входом элемента И 19 и входами блоков памяти 16 и 17 через переключатель 5-2 - с входом элемента И 20. Рассмотрим решение задачи минимизации. При появлении сигнала на в.ыходе блока сравнения 12 происходит считы- вание информации из блоков памяти 16 и 17, которая поступает в блок сравнения 13- Если число, считанное из блока памяти 1/ больше числа, считанного из блока памяти 16 i количество изделий Либо материалов, хранящихся на складе больше потребности в них на объекте/, то появляется сигнал на одном выходе блока сравнения 13. Если разница чисел отрицательная, то появляется сигнал на другом выходе блока сравнения 13. Сигнал, появившийся на первом выходе блока 13, поступает на вход элемента И 19 и через элемент ИЛИ 18 на элементы И 21-23Сигнал с выхода элемента И 19 переписывает содержимое сумматора 10 Э регистр 11, т.е. запоминается наименьшее из двух сравниваемых чисел при условии возможности обеспечения ресурсами объекта со склада. Одновременно это.т сигнал поступает на эле993мент И 20, с его выхода сигнал поступает на дешифратор 14, разрешая дешиф рацию координат параметров, записанных в регистре 11. Координаты высвечиваются на блоке индикации Ц. Одновременно сигнал с выхода блока сравнения t2 через открытый элемент И 21 поступает на вход блока управления 6 и переводит один из регистров 3-13-3 в следующее состояние. Если ресурсов, хранящихся на данном складе, недостаточно для удовлетворения потребности объекта, то при сравнении чисел в блоке сравнения 13 на его вто ром выходе появляется сигнал, которы через элемент ИЛИ 18 открывает элемент, И 21. Сигнал, прошедший через этот элемент поступает на вход блока 6 и переводит в следующее состояние один из регистров 3-3. При этом перезаписи информации из сумматора 10 в регистр 11 не происходит. После перехода одного из регистров 3-1 - 3-3 в следующее состояниесумматором 10 осуществляется суммирование следующей пары показателей и сравнение блоком 12 с значением, записанным в регистре 11. Если сигна появляется на других выходах блока сравнения 12, то он через переключатель 5-3, элемент ИЛИ 18, элемент И либо И 23 переводит регистры Зг 3 в следующее состояние без изменения содержимого регистра 11 и показаний блока индикации 4. Такой процесс про должается до окончания перебора всех возможных вариантов. В результате в регистре 11 остается показатель, соответствующий минимальному значению, а на блоке k зафиксированы соот ветствующие этому минимуму координаты. При поиске максимума целевой функ ции переключателями .5-1 и 5-2 коммутируется выход блока сравнения 12, соответствующий положительной разнице сравниваемых в нем чисел, а переключателем 5-3 соединяются с входом элемента ИЛИ 18 два других его выхода. Устройство работает аналогично описанному при поиске минимума целевой функции. Формула изобретения 1, Устройство для формирования оперативных решений в системах уп3равления, содержащее регистры сдви га, информационные табло, блок ввода, информационный вход которого являэтся входом устройства, информационные выходы блока ввода через буферный регистр подключены соответственно к информационным входам первого коммутатора, выход которого подключен к информационным входам первого и второго информационных табло, управляющие входы первого из которых подключены соответственно к выходам разрядов первого и второго регистров сдвига, управляющие входы второго информационного табло соединены соответственНО с выходами разрядов второго и третьего регистров сдвига, выходы разрядов первого, второго и третьего регистров сдвига подключены соответственно к информационным входам дешифратора, выход которого подключен к входу блока индикации, выходы первого и второго информационных табло подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выходы которого соединены соответственно с входами регистра, выход которого подключен к первому входу первого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом сумматора, третий вход сумматора соединен с первым выходом второго коммутатора, второй выход которого подключен к первому входу блока управления, второй вход которого подключен к управляющему выходу блока ввода, управляющие вхо:ды блока ввода и первого коммутатора соединены с первым выходом блока управления, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к сдвигающим входам первого, второго и третьего регистров сдвига, выходы старших разрядов которых подключены соответственно к третьему, четвертому и пятому входам блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет адаптации к изменяющимся внешним условиям, в него введены два блока памяти, второй блок сравнения, три переключателя, пять элементов И, элемент ИЛИ, причем информационные входы первого блока памяти подключены к выходам разрядов второго регистра сдвига выходы первого и второго блоков памяти соединены соответственно с входами второго блока сравнения, информационные входы второго блока

памяти подключены соответственно к выходам разрядов третьего регистра сдвига, первый, второй и третий выходы первого блока сравнения соединены соответственно с входами первого переключателя, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, с управляющими входами пер (вого и второго блоков памяти, выход первого элемента И подключен к четвертому входу сумматора, первый выход второго блока сравнения соединен с первыми входами элемента ИЛИ, второго элемента И и с вторым входом первого элемента И, выход второго элемента И подключен к управляющему входу дешифратора, второй вход соединен через второй переключатель с первым выходом первого блока сравнения, второй вход элемента ИЛИ соединен с вторым выходом второго блока сравнения, третий вход элемента ИЛИ соединен с выходом третьего переключателя, входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами первого блока сравнения, первый, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первым входам третьего, четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых соединены с выходом элемента ИШ, а выходы подключены соответственно к шестому, седьмому и восьмому входам блока управления. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок управ|ления содержит элементы И, ИЛИ, задержки, триггер и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первым входам первого и .второго элементов И и элемента задержки, а вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого являются соответственно первым, вторым,третьим, шестым, седьмым и восьмым входами блока, выход,второго элемента ИЛИ является первым выходом блока, выходы первого и второго элементов И и элемента задержки подключены соответственно к второму, третьему и четвертому выходам блока и к входам второго элемента ИЛИ, второй вход первого элемента И и первый вход третьего элемента И подключены к четвертому входу блока, вторые входы второго и третьего элементов И подключены к пятому входу блока, выход третьего элемента И соединен с первым входом триггера, второй вход которого подключен к первому входу блока, выход триггера соединен с вторым входом элемента задержки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 399870, кл. G Об F , 1970.

2,Авторское свидетельство СССР по заявке № 2816779/18-2,

кл. G 06 F 15/i6, 1979.

фцг

I

r

/«

zj

1Й

a

и

ZF

±

Ж.

Й

у

Щ

Фиг.г

fff,o3.0

У Фиг.З

29