Программное временное устройство

 

СООЗ СОВЕТСКИХ

OWVMOI

РЕСПУБЛИК

„„SU„„ 1. 107 А

3(5P 6 05 В 19 18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ: . " "," : ":- 1 l (21) 3270235/18-21 (22):06 ° 01.81 (46) 15.05.83. Вюл. З 18 (72) И.И. Поутанен (53) 621.374.5(088.8) (56} 1. Устройство программного управления ПВК 3 ° 857 ° 511.ТО.

2. Авторское свидетельство СССР

В 472335, кл. G 05 В 19/18,08.08.73 (прототип). (54)(57} .l. ПРОРРИ4ИНОЕ ВРЕМЕННОЕ

УСТРОЯСТВО, содержащее программный блок, элементы И и ИЛИ, генератор импульсов, делитель частоты с nocToHHHbw коэффициентом пересчета и последовательно соединенные счетчик времени к счетчкк номера команд, разрядные выходы которого соединены с адресныья шинами программного блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введен, по крайней. мере, один делитель частоты с переменный коэффициентом пересчета, счетный вход которого соедкнен с выходом генератора импульсов, входы управления - с соответствующнмк им выходамк программного блока, а выход - с входами делителя частоты с постоянньзе коэф- фициентом пересчета, вход и выход которого соединены с первъеяи входами соответствующих им элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами программного блока, а выходы через элементы ИЛИсо счетным входом счетиика зремВНИ.

2. Устройство по п. 1 о т л и- Е ч а ю щ е е с я тем, что счетчик номера команд выполнен на триггерах с неразрушающейся информацией.

1018107

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может

OblTb использовано для реализации программ управления различными технологическими процессами, Известно программное устройство, содержащее делитель частоты с переменным коэффициентом пересчета, счетчик времени и выходные ключи, связанные через запоминающий блок, состоящий из наборного поля и схем цифро. вого сравнения, с разрядными выходами счетчика времени. Коэффициент пересчета делителя частоты устройства задается либо при помощи программного устройства, либо при помощи 15 кнопочного переключателя (.1) .

Однако известное устройство недостаточно надежно.

Известно программное временное устройство, содержащее дешифратор, Я элемент ИЛИ, элементы И и последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, счетчик„ номера команды, запоминающий блок и счетчик времени, подключенный к счет-з5 чику номера команды, соответствующие .выходы запоминающего блока через дешифратор подключены ко входам элементов И, другие входы которых сое- динены с выходами делителя частоты, а выходы через элемент ИЛИ - со вхо- . дом счетчика времени.

В. указанном устройстве длительность конкретного временного интервала определяется выбранным выходом делителя частоты, подключенным к счетному входу счетчика времени, и кодом, переписываемым из блока памяти в счетчик времени при изменении содержимого счетчика номера команд, 40

Такая схема позволяет задавать дос таточно большой диапазон временных интервалов сравнительно скромными средствами, поэтому такое устройст во может быть применено для реализа- 45 ции достаточно сложных жестких программ $2).

Однако и данное устройство характеризуется недостаточной надежностью, так как при переписывании информации из одного блока в другой всегда существует немалая вероятность сбоя, вызванного помехами, а любой случайный сбой при записи кода в счетчик времени приводит к нарушению хода всей программы и, следовательно, мо- 55 жет привести к серьезному нарушению хода технологического процесса, управление которым осуществляется при помощи данного программного устройства. 60

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в программное временное устройство, содержащее программный 65 блок, элементы И и ИЛИ, генератор импульсов, делитель частоты с постоянным коэффициентом пересчета и последовательно соединенные счетчик вре- мени и счетчик номера команд, разрядные выходы которого соединены с адресными шинами программного блока, введен, ло крайней мере, один делитель частоты с переменным коэффициентом пересчета, счетной вход которого соединен с выходом генератора импульсов, входы управления — с соответствующими им выходами программного блока, а выход — с входом делителя частоты с постоянным коэффициентом пересчета, вход и выход которого соединены с первыми входами соответствующих им элементов Ир вторые входы которых соединены с соответствующими выходами программного блока, а выходы через элемент ИЛИ вЂ” co счетным входом счетчика времени.

Кроме того, счетчик номера команд выполнен на триггерах"с неразрушающейся информацией.

На чертеже приведена структурная схема конкретного исполнения программного временного устройства с двумя вновь введенными делителями частоты с переменным коэффициентом пересчета.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, выход которого подключен к счетному входу последовательно включенных делителей 2 и 3 частоты с переменным коэффициентом пересчета, входы управления которых соединены с соответствующими им выходами программного блока 4, Выход делителя 3 частоты соединен со входом делителя

5 частоты с постоянным коэффициентом пересчета и входом элемента И 6-1.

Выход делителя 5 частоты соединен со входом элемента 6-2. Другие вхо.ды элементов И 6«1 и 6-2 соединены с соответствующими им выходами прог- . раммного блока, а выходы — со входами элемента ИЛИ 7. Выход элементов

ИЛИ 7 соединен со счетным входом счетчика 8 времени. Выход переполнения счетчика 8 подключен к счетному входу счетчика 9 номера команд. Разрядные выходы счетчика 9 соединены с адресными шинами программного блока 4. Разрядные выходы счетчика 8 времени через преобразователь код— аналог связаны с исполнительными органами (на схеме не показаны). С исполнительными органами связана также соответствующая им часть выходов программного блока (на схеме не показаны).

Устройство работает следующим образом.

При одновременном нажатии кнопок Сброс и Пуск приводятся в состояние 0 счетчики 8 времени и номера команд 9 и дается сигнал

1018107

35 Пуск на счетчик 8 времени и делитель 2 частоты (делители 3, 5 частоты и счетиик 9 номера команд считают поступающие на свои счетные входы импульсы независимо от органов управления). В соответствии с состоя- . нием 0 счетчика 9 номера команд и программой, заданной в программном блоке 4, устанавливаются коэффициенты пересчета К, -К делителей 2 и 3 частоты, а также выходной коэффициент пересчета К3 делителя 5 частоты, равный 1 или К в зависимости от значений сигналов у и у, поступивших на вход элементов И 6-1 и

6-2 из программного блока 4. На счет-15 ный вход счетчика 8 времени поступают импульсы с периодом следования

К{, К К, где Г период следования . импульсов на выходе генератора 1 импульсов. Идет отсчет первого времен- 20 ного интервала, длительность которого Т = К„ К К5К4 где К4 — постоянный коэффициент пересчета счетчика 8 времени. В момент переполнения счетчика 8 времени импульс с его выхода 25 переполнения увеличивает на единицу содержимое счетчика 9 номера команд.

В соответствии с новым состоянием счетчика 9 устанавливаются новые значения К, K, K> и начинается отработки нового временного интервала.

Этот процесс продолжается до окончания программ. Иомент окончания прог.. Раммы также задается перемычкой в сменном носителе программы, соеди.няющей соответствующий выход дешнфратора 10 со входом блока запуска.

Блок запуска устроен так, что после сигнала Конец устройство может быть запущено вновь только нажатием одновременно кнопок Сброс и Спуск .

Программный блок 4 содержит дешифратор 10, сменный носитель ll программы, многовходовые элементы ИЛИ

12-1 ° ° е 12-6, 13-1... 13-тп, 14 и ин- 45 вертор 15. В качестве носителя прогФ раммы используются. ответные части разъемов с перемычками, Элементы

ИЛИ 12 и 13 формируют коды с ос ...

PðP е е е(авве ., длЯ УпРавлениЯ де- 50 лителями 2 и 3 частоты, элементы

ИЛИ 14 и инвертор 15 - сигналы Я, Я" поступающие на входы элементов И 6-1 .и 6-2. Практически элементы ИЛИ 12, 13 и 14 выводиеиы в виде 55

N где у,, у,..., у,., — инверсные выходы дешифратора 10 йли постоянная логическая 1, подключаемые ко входам (l) при помощи перемычек сменного но-60 сителя программы, Для того, чтобы задать 5„ = 1 достаточно хотя бы на один из входов соответствующей схемы (1) подключить постоянный логический 0 . 65

Счетчик 9 номера команд выполнен на релейных триггерах с неразрушающейся информацией 16-1,...,16-й поэтому при повторном включении питания восстанавливается то же значение выходного кода счетчика, которое было до выключения. Через диоды

l7-1, ° ...17-й на триггеры подается импульс Сброс . В качестве запоминающего элемента в названных триггерах применены электромагнитные дистанционные переключатели.

В..качестве генератора 1 импульсов используется формирователь, преобразующий синусоидальное напряжение

50 Гц в меандр.

Устройство содержит блок 18 saпуска.

В случае аварийного останова (например при отключении питания) для пуска программы нажимается кнопка Пуск . При этом обнуляется только счетчик времени и вновь начинается ,отработка того временного интервала, на котором произошло отключение.

Счетчик 8 времени может также времейно останавливаться по сигналам из объекта управления. В этом случае отработка программ продолжается с того состояния счетчиков 8 и 9, при котором произошел останов.

Управление делителем 2 частоты происходит следующим образом.

Каждый раз по импульсу переполнения этого же делителя частоты код. управления <(рс(,... Q< < записывается в делитель 2 частоты, содержимое ко-. торого в такт с импульсами, поступающими на его счетной вход, растет от с + +„, Q1 ",{ до 2 . Таким образом, устанавливается коэффициент пе ресчета

К „= я - { О{+2А„+ .. + 1) а() где Р— количество разрядов делителя 2 частоты.

Изменение кода о/ с(„... Q p< приводит .к изменению К .

Тонно так же работает делитель 3 частоты, на счетный вход которого поступает импульс переполнения делителя 2 частоты, а на входы управления — код P p<... )Ь щ .

В описываемом устройстве счетчик номера команд имеет четыре двоичных разряда, делители 2 и 3 частоты по три двоичных разряда. Элементы ИЛИ 12, формирующие код Q, „,g<, имеют но шестнадцать входов, что позволяет для любого из шестнадцати состояний счетчика 9 номера команд задавать любой нз восьми коэффициентов пересчета К{ делителя 2 частоты. На сменном носителе программы для этого ис-, пользуется 16 3 +16-2=66 контактов (48 переьычек). Для задания кода фрpqp a программном блоке {данного

1018107 исполнения устройства ) применены элементы 13-1 - 13-m гораздо более простые, чем элементы 12-1 - 12- f.

При этом в соответствующей части сменного носителя программы исполь- . зуется всего пять контактов. В ре5 зультате из восьми значений коэффициента пересчета К,1 делителя 3 частоты для конкретной прогоаммы выби4 L рается по два значения К и К (1 и

3, 2 и 6, 4 и 8), которые вместе с коэффициентом пересчета К = 256 К счетчика 8 времени и периодом . Ь =

- 0,02с определяют дискретность задания длительности временных интерва« лов, минимальное значение которой 15 при К =1 равно 256 0,02 с 5 с. Дли-!

» тельность конкретного интервала определяется значением К„ . Коэффициент пересчета К делителя 5 частоты выб ран равным 60, что позволяет в зави- 2() симости от значений 2. и у, поступающих на вход элементов И 6-1 и

6-2, при одних и тех же значениях

К2 и К задавать одни и те же числеиные значения длительиости временных интервалов в секундах или в минутах.

В целях упрощения схемы программного блока и уменьшения количества элементов носителя программы элемент

ИЛИ 14, формирующий сигнал f и поступающий на вход элемента И 6-1, имеет также гораздо меньше входов, чем элементы, формирующие коды(р,сК(ц, °

Поэтому выходное значение коэффициента пересчета КЗ делителя 5 частоты может быть задано равным либо единице в течение всей программы, либо для нескольких программируемых вре.менных интервалов. Для остальных интервалов времени {в этом случае ф =О) и выходное значение коэффициента4() пеРесчета Кэ Равно КР=60.

Следует заметить, что вводить два делителя частоты с переменным коэффициентом пересчета, как это сделано 45 в описанном устройстве, целесообразно только тогда, когда это приводит . к существенному упрощению схемы и конструкции запоминающего блока. Это возможно тогда, когда программное устройство предназначено для управления такими процессами, для которых нет необходимости для каждой программы выбирать длительность времен ных интервалов иэ всего возможного диапазона. Действительно, коэффициент пересчета щестиразрядного делителя частоты, управляемого кодом Ыр „. . например, может принимать любое иэ

64-х значений (от 1 до 64), в то время как для двух последовательно 60 включенных трехразрядных делителей частоты произведение К„ К может, принимать только тридцать значений.

Если делитель 5 частоты устроен так, что выходные импульсы его имеют g5 одинаковую длительность с входными импульсами и приходят с ними в одной фазе, то элемент И 6-2 и инвертор 15 могут быть исключены.

Существуют микросхемы, в которых в одном корпусе собран шестиразрядный делитель частоты с переменным коэффициентом пересчета. У такого делителя частоты могут отсутствовать выведенные наружу разрядные выходы и, следовательно, вовсе исключается возможность выбора выходного значения коэффициента пересчета при помощи элементов И. В зависимости от того, переменный или постоянный код

koQ Rg подается на входы управления, данный делитель частоты имеет переменный или постоянный коэффициент пересчета ° Для того, чтобы коэффициент пересчета принимал, например, scего два значения 1 и К> существует два равнозначных решения: первое — по значению сигнала на.,входы управления подается значения кода ра ..., соответствующие коэффици1 ентам пересчета 1 и К, второе — ко входам управления делителя частоты подключается. постоянный код, соответствующий коэффициенту пересчета

К, вход .и выход делителя частоты соединяются со входами элементов И, другие входы которых соединяются с соответствующими с выходами программного блока 4 (т.е ° подключаются сигналы 3 и 1:) .

Предложенное устройство по сравнению с устройством-прототипом обладает повышенной надежностью, более широким диапазоном программируемых временных интервалов и более простой схемой. Это объясняется, so-первых, тем, что код, определяющий длительность конкретного временного интервала, записывается из запоминающего блока не в счетчик времени, а (постоянно) в делитель частоты с переменным коэффициентом пересчета, на счетный вход которого поступают импульсы, период следования которых несравнимо меньше программируемых временных интервалов, поэтому даже отдельные. случайные сбои при переписывании кода не могут привести к существенному нарушению кода программы, во-вторых, расширение диапазона. программируемых временных интервалов осуществляется в отличие от известного устройства не за счет выбора коэффициента пересчета при помощи элементов И, подключаемых к разрядным выходам делителя частоты, что позволяет при помощи кода управления /5q ... ф я задавать l5 значений коэффициента пересчета (2,4,...,2" ), а введением еще одного делителя частоты с переменным коэффициентом пересчета, что позволяет при помощи

1018107

Составитель И. Радько

Редактор М . Келемеш Техред К.Иыцьо КорректорА. Ильин

Заказ 3543/47 1нраж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 кода о p„° ° ° py q зацавать 2 значений . коэффициента пересчета (1, 2, 3,..., 2 ) .

Поэтому в двух устройствах с такими же функциональными возможностями, как известное программный блок может быть упрощен схемно и конструктивно и иметь меньше элементов носителя программы что, в свою очередь, дополнительно повышает надежность устройства, так как программный блок с большим количеством элементов носителя программы обычно наименее надежный. узел.

Повышению надежности предложен ного устройства способствует также то, что счетчик номера команд сохраняет информацию при выключении напряжения питания. Это обстоятельстso позволяет создавать блок управле-. ния так, что (s .случае неполадок на объекте управления или выключения 20 напряжения питания) после устранения неисправностей устройства может быть

1 запущено с того этапа (с того состояния счетчика номера команд), при котором произошло отключение.

Кроме того, в качестве сменного носителя программы использованы ответные части разъемов, расположенных на одной плате с основаными узлами устройства, в связи с чем они могут быть охвачены общим экраном, что существенно повышает помехозащищенность устройства. Стандартныв разъе» мы сами по себе более надежны, чем наборные поля или триггерные регист ры б

Применение в качестве носителя программен ответных: частей разъемов, сохраняя все преимущества устройства с жесткой nporpceeeoN, позволяет заменить всю программу за несколько минут, что позволяет применять одно программное устройство для управления различньиии технологическими процессамие