Программное временное устройство Советский патент 1983 года по МПК G05B19/418 

- . .- 1- . Изофетние относится к области автоматизации производственных процессов, где управление осуществляется в функции времени, в частности. автоматического управления литьевыми машинами пластмас сового производства, а также может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, где необходима циклическая и регулируемая последовательность выдержек времени, и также может быть использовано Bi экспериментальнш: устройствах в любой отрасли народного хозяйства.. Известно задающее программное уст ройство, осуществпяизщее управление процессом путем разбивки аргумента на произвольные интервалы, кратные выбранному шагу квантования. . Указанное устройство содержит счетчик временных интервалов и дешифратор, осуществляющие разбивку периода времени на h i равномepHbfat приращений ut , коммутатор узловых точек времени, вхог ды которого соединены непосредственно с токовыми ключами приращений аргумента 1 J. Недостатком указанного устройства является большой объем счетчика интервалов, дешифратора и KOMMyraTtqja, причем количество аппаратуры аяачнтельно возрастает с повышением точности задающего программного устройстжа, т. е. при уменьшении шага квантования. Наиболее близким к предлагаемому является программное временное уйтройство, соде сащее генератор импульсов, группу элементов И, делитель частоти, счетчик времени, дешифратор, запоминающий блок, счётчик номера команды, элемент ИЛИ,-выходом соединенный со c4eTHbnvi Екодом счетчика времени, выход которого подсоединен к счетному входу счетчика номера команды, выхрдб1ми подсоединенного в входам запоминают щего блока, выходы которого соединены с первыми входами группы злементмв И ti.a. Недостатком известного устройства является большой объем подготовленных операций при пуске и малая надежность работы, так как программное временное устройство работает в масштабе косвенного счета времени, т.е. измерение времени производится посшеДовательным счетом импульса со стабильным периодом повторения производительной длительности. Кроме того, область ) менения не обеспечивает визуальный контроль за порядком выдачи временных команд управления и длительностью временных интервалов. Целью изобретения является расширение фушоасиональных возможностей и области применения устройства, Поставленная цель достигается тем, что в программное временное устройство содержащее первый блок памяти, счет чик номера команд, дешифратор, подключенный выходами к первым входам элементов И, первый элемент ИЛИ, в него введены входной блок, два блока сравнения, времязадающий блок второй блок па мяти, два формирователя импульсов, счетчи циклов, пять индикаторов, второй элемент ИЛИ и блок формирования режимов, соединенный первым, вторыми и третьим входами соответственно с первым входом первого элемента ИЛИ, с информационньшпя входами первого индикатора, с упр ляющим входом сметчика циклов, а четвертым выходомс установочными входами Счетчика номера команд, входом первого индикатора и с первым входом второго элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к первому выходу перво го. формирователя, а выходом - ко входу врёмяаадаюшего блока,., связанного выходом со входом второго индикатора и с первым входом первого блока, сравнени подключенного вторым входом к выходу первого блока памяти и ко входу третьего индикатора, а выходом-ко входу первого формирователя импульсов, соединен ного вторым выходом со вторыми входами элементов И, а третьим выходом со вторым входом первого элеюента ИЛИ, подключенного третьим входом к первому выходу входного блока, а выходом - к сетчатому входу счетчика номера команд, связанного выходом с первым инфррмационным входом первого блока памяти и дешифратора, подключенного выходами ко Входам четвертого индикатора и соответствующим выходам через второй формирователь импульсов - к пер вому Ёходублока формирования- режимов и к счетному входу счетчика циклов, . соединенного выходом со входом пятого индикатора и с первым входом второго блока сравнения, подключенного выходом ко второму входу блока формирования рейсимой, а вторым входом к выходу второго блока памяти, связанного информационным и управляющим входами соответственно со вторым и третьим выходами входного блока, подключенного четвертым и пятым выходами соответст венно ко второму информационному и управляющему входам первого блока,памяКроме того, входной блок содержит блок ввода программы, связанный выходом с входом блока согласования. На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принципи-( альная схема блока формирования режимов; .на фиг. ;S-8 - временные диаграммы ус гройства. Устройство содержит времязвдаю- ший блок 1, второй и третий индикаторы 2 и 3, блок 4 ввода программы, второй элемент ИЛИ, 5 первый блок б- сравнения, первый блок 7 памяти, бдок 8 согласования, дешифратор 9, четвертый индикатор 10, первый формирователь 11, импульсов, счетчик 12 номера команд 12, первый элемент ИЛИ 13, второй формирователь 14 импулзьсов, блок 15 формирования режимов, первый индикатор 16, счетник 17 циклов, второй блок 18 сравнения,, второй блок iS памяти, пятый индикатор 20, первые элементы И 21, блок 22 управления, входной блок 23. Блок 15 формирования -режимов содержит третий формирователь 24.импульсов перШ11й, второй, третий и четвертьтй триггеры 25-28, четвертый формирователь 29 импульса, кнопки ЗО-32 управцеття, вторые, третьи, четвертые элементы И 33, 34, 35, резисторы 36 и емкости 37. Блок 8 согласования 8 представляет собой устройство согласования уровней и вьшолнено на транзисторах серии КТ315. Первый формирователь 11 импульсов представляет два последовательно соединенных одностабильных мультивибратора. С выхода первого мультивибратора сформированный импульс поступает на элементы 5 и 21 и на запуск второго мультивибратора. С выхода второго 1йупьтивибратора сформированный импульс

поступает на элемент 3.3. Мультивифаторы собраны на транзисторах серии КТ-315.

Первый индикатор 16 представляет из себя набор транспарантов, подсвечиваемых лампочками накаливания типа МН-26, которые подключаются к блоку 15 через электронные ключи, выполненные на транзисторах типа КТ-315.

Второй блок 19 памяти представляет собой одноадресную многоразрядную ячейку памяти, в качестве которой применены микросхемы К 155 (JRlУстройство работает следующим образом.

После подачи напряжения питания на программное временное устройство (включение в сеть) автоматически в блоке 15 формирования режимов трсетий формирователь 24 импульса формирует одиночный импульс синхронизашш, который поступает на входы синхронизации тригге-; ров блока 15, при этом производится первоначальная установка режима блока

15,который задает режим программному временному устройству, с четверто

го выхода которого поступает сигнал

на первый вход второго элемента ИЛИ 5

с выхода которого (поступает на вход

времязадающего блока 1 и производит

его обнуление-). Сигнал с четвертого

выхода блока 15 поступает также на

установочный вход счетчика 12 номера

команд и производит его обнуление и

на установочный вход первого индикатора

16,в котором включает сигнальное табло Начало работы В качестве счетчика 12 номера команд применена микросхема К155 ИЕ5.

Программа, записываемая в первый блок 7 памяти, формируется как после-довательностъ циклов записи кодов вре- , менных коматщ, а каждый цикл в свою очередь формируется следуюш1тм образом: сначала выдается импульс с уве-. личения адреса, затем временной код команды и с некоторой задержкой импульс записи (фиг. 3). С выходов ЭВМ или блока 4 ввода прогргэммы MN nynbc увеличения адреса и с некоторой задержкой икшульс записи пост ттает на вход блока 8 согласования, с первого выхода которого икшульс с уве;гичеття адреса поступает на третий вход первого элемента ИЛИ 13, с вььхода которого поступает на счет1Ш1н вход счетчика 12 номера кo 5aJзд и уве7шчивает его содержимое на едиш1иу, выходы которого

управляют адресом рабочей ячейки первого бйока 7 памяти.

Затем временные коды команд с чет вертого выхода блока 8 согпвсоъапяя поступают на второй ин(|)ррмадионный вход первогобпока 7 памятней с некоторой задержкой с пятого выхода блока 8 согласования на управляющий вход первого блока 7 памяти поступает ик пульс записи.

Запись программы в первый блок 19 памяти устройства происходит следующим образом: с выхода ЭВ.М или блока 4 ввода программы 4 на входы блока 8 согласования поступает цифровой код требуемого количества циклов и импульс записи, со второго вькода цифровой код требуемого количества циклов поступает на информационный вход второго блока 19 памяти и с некоторой задержкой с третьего выхода блока 8 согласования на управляющий вход второго &1ока 19 памяти поступает импульс записи (фиг. 4). Второй блок 19 памяти представляет собой одноадресную многоразрядную я не памяти, в качестве кото-) рой применены микросхемы К ISSVIfLfiJ

По. окончании ввода временных кодов команд в первый блок 7 памяти, в счетчик 12 номера команд подается импульс обнуления: либо программно от ЭВМ, либо автоматически отблока 4 ввода пpoгpaм fы по вьаиеукааанным связям.

При работе устройства возможны две ситуации:

первая ситуация - заданный цикл полностью обрабатывается программным временным устройством. В этом случае вырабатывается сигнал: Конец цикла, который поступает на счетчик 17 циклов и увеличивает его содержимое на единицу (производится счет циклов, фиг. 6);

вторая ситуация - произведен принудительный останов программного временного устройства (в блок 15 подана команда стоп). Первоначальный гшкл не будет сосчитан счетчиком 1 7 циклов, так как сигнал онец цикла не сфор мирован (фиг. 7).

Включения программного временного устройства на обработку программы (выполнение технологического процесса) осуществляется нажатием ктюпки ЗО пуск в блоке 15, после чего срабатывает первый триггер 2 ,1 , с прямого выхода которого сш-нал цоступпет первый юсод элемента ИЛИ Г., с выхода которого на вход время.чадпюиюго блока 1 и производит пуск блока (электрон ных часов), и со второго выхода блока 15 сигнал поступает на информационные Входы блока 16, где загорается сигналь ное TfifSno Работа, сигнализирун о том что включен времязадающий блок 1 и идет отсчет времени. Одновременно при срабатывании первого тригтера 25 бпока 15 четвертый формирователь 29 оди ночного импулзьса вырабатьгоает одиночный импулызГкоторый с первого выхода блока 15 поступает на первый вход пер вого элемента ИЛИ 13, с выхода которого поступает на счетный вход счетчика 12 номера команд и увеличивает его содержимое на единицу, выходы которого управляют адресом рабочей ячейки первого блока 7 памяти, а также сигнал с Выхода счетчика 12 номера команд поступает на вход дешифратора 9, выходы которого подключены к входам индикатора (номер временной команды 10, на котором загорается цифра 1, сигнализируя о том, что идет отсчет Времени первой временной команды. Вре менной код команды, записанный в перв адресе первого блока 7 памяти,поступает с его выходов на вторые входы первого блока 6 сравнения и на входы третьего индикатора (Временной код команды.) 3, в котором загорается временный код первой временной команды, Информация текущего времени в цифровом коде с времязадакхцего блока 1 i поступает на первые входы первого блока 6 сравнения и на входы второго индикатора (Текущее время) 2, на котором индицируется текущее время. При совпадении кода текущего времени и вре менного кода команды, записанного в пе вом адресе первого блока 7 памяти, пер вый блок 6 сравнения выдает сигнал сравнения на вход первого формирователя 11 импульсов CD второго выхода которого импульс ( Временная команда) поступает HS вторые входы элементов И 21, на первый вход одного из которых в соответствии с состоянием своих входов дешифратор (номера временной команды) 9 выдает сигнал разрешения, который пропускает импульс Временная команда на вход блока 22 управления соответствующий номеру элемента И 21. С первого выхода первого формирователя 11 импу71ьсов поступает импульс на второй вход элемента ИЛИ 5, с выхода которого этот импульс поступает на вход обнуления времязадакшего блока 1. 9 в С третьего выхода первого формирователя 11 импульсов импульс поступает на второй вход элемента ИЛИ 13, с выхода которого поступает на счетный вход счетчика 12 номера команды и увеличивает его содержимое на единицу. Пррвый формирователь 11 импульсов служит для формирования импульсов напряясения заданной длительности и задан-г ной последовательности в соответствии с временной диаграммой (фиг. 5). В соответствии с новым состоянием счетчика 12 номера команды из первого блока 7 памяти по выходам устанавливается временной, код последующей команды программы (в данном случае второй). Состояние входов дешифратора (номера временной команды) 9 также меняется, следовательно, и сигнал разрешения подается на последующий элемент И 21. С этого момента начинает ся отсчет времени новой временной команды. Этот процесс продолжается до окончания программ. Максимальное количество формируемых временных команд опереляются емкостью первого блока 7 памяти. После отработки программы (цккдш) цифровой код, соответствующий максимальному номеру времетшой команды с выходов счетчика 12 номера команды поступает на входы деигафратора 9, с соответствующего вькода которого поступает на вход второго формирователя 14 имп-ульсов, с выхода которого сигнал Конец цикла поступает на первый вход блока 15, с четвертого выхода которого сигнал поступает на первый вход второго элемента ИЛИ 5, с выхода которого поступает на вход времязадаклцего блока 1 для их обнуления и состава, а со второго выхода блока 15 сигнал поступает на информационный вход индикатора 16, в котором включает сигнальное табло Конец цикла. Сигнал Конец цикла с выхода второго .формирователя 14 импульсов поступает на счетный аход счетчика 17 циклов и увеличивает его содержимое на единицу. Второй формирователь 14 импульсов служит для формирования одиночного импульса заданной длительности и заданной полярности (формирует сигнал Конец цикла). Информация с выхода счетчика 17 циклов поступает на вход пятого индикатора (Количество Зхсраббтанных циклов) 20, где тгроизводится индикация количества отработанных циклов, а также на первый вход второго .блока 18 сравневия.на второй вход которого поступает цифровой код требуемого количества циклов с выходов второго блока 19 памяти. При совпадений кодов, посгтупа щих с выходов счетчика 17 циклов и с выхода второго блока 19 памяти, сиг нал с выхода второго блока 18 сравнения поступает на вггорой вход блока 15, где прои даодится блокировка пуска программного временного устройства, ncxaie чего со второго выхода блока 15 поступает сигнал на информационный вход ин;дикатора 16, в котором включает сигнал ное табло Конец работгиЧфиг. 8). Есл произвести принудительный останов прог граммного еменного устройства, т. е, если в блоке 15 нвисать кнопку Стоп 31 раньше, чем будет сформирован сигнал Конец цикла (момент нажЕГгия кнопки Стоп определяется аварийной ситуацией, .когда необходимо немедленно о тановить технологический процесс, в этом случае нарушается непрерывность технологического процесса, в результате которой неизбежно появляется брак производства), т. е. в этом случае при отсутствии сигнала Конец цикла сигнал от кнопки Стоп 31 поступает на триггер 26 блокировки блока 15 (фиг. 2) и переведет его во второе устойчивое COCT яние,тем самым запретит прохождение сиг ла от кнопки П-уск ЗО на вход S . три гера 25 пуска блока 15 (фиг. 2). При этом с четвертого выхода блока 15 поступит сигнал на первый вход второго элемента ИЛИ 5, с выхода которого на времязадакяцнй блок для его останова и обнуления, а со второго выхода сигнал поступит на информационный вход индикатора 16, в котором включит си1 - нальноё табло Блокировка. Включение блокировки производится нажатием кнопки 31 ( Сброс.-блокировки) в блоке 15 (фиг. 2). Использование предлагаемого програм ного временного устройства позволит со ратить объем подготовленных операций при пуске по сравнению с известным в. два раза за счет использования памяти ЭВМ, в которой хранятся технологические программы, повысить точность выполнения технологического процесса, за счет уменьшения периода дискретности до 1 .с, уменьшить количеств о технологического брака за счет повьпиення точности -технологического процесса, обеспечить визуальный контроль за ходом формирования временных команд при помощи электронных индикаторов. Формула изобретения 1. Программное временное устройство, содержащее первый блок памяти, счетчик номера команд, дешифратор, подвлюченный выходами к первым входам элементов И, 1 ервый элемент ИЛИ, отличающееся тем,, что, с целью расширения функциональных Возможностей и , области применения устройства, в него введены входной блок, два блока сравнения, врямязадающий блок, второй блок памяти, два формирователя импульсов, счетчик циклов, пять индикаторов, Еггоро & элемент ИЛИ и блок формйроваввя режимов, соединенный первым, втopы {И и третьим выходами соответственно с nejvвым входом первого элемента ИЛИ, с информационными входами первотч индикатора и с управлякшим входом счётчика циклов, а четвертым выходом-с установочными входами счетчика номера Koi-i манд, входом первого индикатора и с вым входом второго элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к первому выходу первого формирователя имцупьсов, а выходом - к входу времязадакяцего блока, связанного выходом с входом второго индикатора и с первым входом первого блока сравнения, подключенного вторым входом к выходу первого блока памяти и к входу третьего индикатора, а выходом - к ВХОДУ первого формирователя импульсов,соёдинённогбвторымзаходом со вторьшги входами элементов И, а третьим выходом -coBTOpi-iM входом первого элемента ИЛИ, подключенного третьим входом к первому выходу входного блока, а выходом - к счетному вкоду счеггчи а номера команд, связанного выходом с первым информационным входом первого ёлока памяти и дешифратора, подключенного выходами к входам четвертого индикатора и соотвеггствующим выходом через второй формирователь импульсов - к первому входу блока формирования режимов и к счетному входу счетчика циклов, соединенного выходом с входом пятого индикатора и с первым входом второго блока сравнения, подключенного ко второму входу блока формирования режимов, а вторым входом - к вы ходу второго блока памяти, связанного информадаонным и управляющим взсо- дами соатветсгвенно с о вторым и третьим выходами входного блока, подключенного четвертым и пятым выходами соответственно ко второму информационному И уп-равляющему входам первого блока Памяти.

2. Устройстьо по п. 1, о т п и ч а ю щ е е с я тем, что входной блок Содержит бяок ввода программы, свяаанН1ЫЙ выходом с входом блока согласования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетепьсгто СССР № 316077, кл QO5, В 19/10, 1977.

2.Авторское свидетельстЬо СССР № 472335, кп. ЬО5 В 19/18, 1975, (прототип).

Фиг.1

Импнльс

Фиг5

Фиг. 6

2-ая крианда

СТРОБ л-ои команды

команда Ймпмьс „KOHEU цикла(импмяьс ветаиовА пгагран. Времен- VCTR)

Рдвочий цикя програи.еоемен.

МСТ оИСТВА

Команда,Стоп

бмжнрома писка лрограм ьренеи ьстройстьа

t

.-Д

-f

Фиг 7

isgj

ells iijil

Н

I I

Ю

L: