Устройство для программного управления циклическими процессами

 

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММЙО-ГО УПРАВЛЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИМИ. ПРОЦЕССАМИ , содержащее первый элемент ИЛИ, .последовательно соединенные первый генератор импульсов, формирователь временных интервалов и блок набора программ, блок исполнительных элементов , отличающее.с я тем что, с целью расширения функциональных возможностей путем оперативного изменения временного интервала ,-, повышения быстродействия и надежности устройства, в него введены коммутатор , три счетчика импуЛьсов, блок срав нения, второй элемент ИДИ и блок управления, подключенный первым входом к сбросовому входу первого счетчика импульсов, к первому входу первого элемента ИЛИ и к шине пуска, вторым входом - к выходу первого счетчика импульсов, третьим входом - к счетному входу первого счетчика импульсов и к. первому выходу блока набора программ, первым выходом - к установочным входам исполнительных элементов, второго и третьего счетчиков импульсов и к первому входу второго элемента ИЛИ, а вторым.выходом - ко второму входу формирователя временных интервалов, соединенного третьим входом с выходом второго элемента ИЛИ, подключенного выходом ко входу блока набора программ, связанного вторым выходом с установочным входом первого счетчика импульсов, а третьим и четвертым выходами - с первыми входами коммутатора, подключенного вторым входом к выходу третьего счетчика , первым выходом - к информационному входу блока, исполнительных эле-, ментов, вторым выходом - к первому входу блока сравнения, а третьим йыходом - ко второму входу второго элемента ИЛИ и к счетному входу второго счетчика импульсов, соединенного выходом со вторым входом блока . (О сравнения, подключенного выходом ко второму входу первого элемента ИЛИ, связанного выходом со счетным входом третьего счетчика. 2. Устройство по П.1, о т л и чающее с я тем, что блок управления содержит третий элемент ИЛИ, соединенный первым входом с первым входом блока управления, а вторым NI входом - с выходом элемента задержки , подключенного входом и третьему оо входу блока, управления и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, свяСП занного вторым входом со вторым со входом блока управления, третьим к1 входом - с выходом второго генератора импульсов, а выходом - с R-BXOдом RS-триггера, подключенного Sвходом к выходу третьего элемента ИЛИ, а прямым и инверсным выходами соответственно - ко второму и первому выходам блока управления.

, „„SU„„1043597 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(5р G 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 - -: н АВтОРскОму СВидетельству (21) 3386015/18«24 (22) 25.. 01. 82 (46) 23. 09. 83. Бюл. Р 35. (72) Ю. Е.Денищенко, В. Б. Перепелов- ский, Ю.К.Яковлев и В.M.×åëíîêîâ (53) 621.50.355(088;8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 337763, K . G 05 19/08, 1970»

2. Авторское свидетельство СССР .В 569912,.кл. G 05 В 19/08, 1976 (прототип) ° ! (54) (57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНО- . . "ГО УПРАВЛЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИМИ. ПРОЦЕССАИИ, содержащее первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные первый генератор импульсов, формирователь временных интервалов и блок набора программ, блэк исполнительных элементов, о т л и ч а ю щ.е е .с я тем> что, с целью расширения функциональных воэможностей путем оперативного изменения временного интерва ла, .повышения быстродействия и надежности устройства, в него введены коммутатор, три счетчика импульсов, блок сравнения, второй элемент ЙЛИ и блок управления, подключенный rtepвым входом к сбросовому входу перво- го счетчика импульсов, к первому входу первого элемента ИЛИ и к шине: пуска, вторым входом - к выходу первого счетчика импульсов, третьим входом — к счетному входу первого счетчика импульсов и к первому выходу блока набора программ, первым вы-; ходом — к установочным входам бло». ка исполнительных элементов, второго и третьего счетчиков импульсов и к . первому входу второго элемента ИЛИ, .а вторым. выходом — ко второму входу

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ формирователя временных интервалов, соединенного третьим входом.с выходом второго элемейта ИЛИ, подключенного выходом ко входу блока набора программ, связанного вторым выходом с установочным входом пер"вого счетчика импульсов, а третьим и четвертым выходами — с первыми входами коммутатора, подключенного вторым входом к выходу третьего счетчика, первым выходом — к информационному входу блока исполнительных эле-. ментов, вторым выходом — к первому входу блока сравнения, а третьим выходом — ко второму входу второго элемента ИЛИ и к счетному входу второго счетчика импульсов, соединен- Я ного выходом со вторым входом блока . сравнения, подключенного выходом ю второму входу первого элемента ИЛИ, связанного выходом со счетным входом С третьего счетчика.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит третий элемент ИЛИ, соединенный первым входом с перВым входом блока управления, а вторым входом — с выходом элемента .задержки, подключенного входом к третьему входу блока. управления и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, свя- р занного вторым входом со вторым входом блока управления, третьим C© входом - с выходом второго генератора импульсов, а выходом — с R-входом кБ-триггера, подключенного Sвходом к выходу третьего элемента

ИЛИ, а прямым и инверсным выходами соответственно — ко второму и первому ф выходам блока управления.

1043597

Изобретение относится к автоматике, s частности к системам программной коммутации s электрических це- . пях управления, и может быть ис пользовано для. Управления технологическими процессами. 5

Известно устройство, содержащее последоВательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, времяэадающий блок, блок набора программ и исполнительный блок (1 ), . еп

Недостатком устройства является низкая точность, его работы.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее по- " . следовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, времязадающий блок, блок набора программ, ячейку ИЛИ, выход которой соединен с входами элемента задержки и входом блока циклического обнуления, выходы которых соединены с соответствующими входами задающего блока, а второй .выход блока .набора программ соединен с входом блока, исполнительных органов (2 ).

Недостатком устройства явля .ется невозможность. оперативного изменения временного интервала, так как в задающем блоке формируются интервалы времени, соответствующие, длительностям каждого из запрограммированных циклов, что при отработке. программы вызывает определенные трудности и большие затраты времени. КромЕ того, блок набора программы формирует, одну 35 программу, которая и составляет цикл работы устройства. Исполняющие органы постоянно связаны с управляющими командами, которые обеспечивают их включение. Устройство не обладает достаточной надежностью, так как при .сбое делителя частоты, временнЫе интервалы не соответствуют набранной длительности, что приводит K искажению программы. .45

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем оперативного изменения временного интервала, повышение быстродействия и надежности устройства. поставленная цель достигается тем,5О что в устройство для программного . управления циклическими процессами, 1 содержащее первый элемент ИЛИ, по-. следовательно соед1ененные первый генератор импульсов, формирователь 55 временных интервалов и блок набора программ, блок исполнительных элементов, введены коммутатор, три счетчика импульсов, блок сравнения„, второй элемент ИЛИ и блок управле- 60 ния, подключенный первым входом к сбросовому входу первого счетчика импульсов, к первому входу первого элемента ИЛИ и к шине пуска, вто . рапе входом - к выходу первого счетчика импульсов, третьим входом - к счетному входу первого счетчика импульсов и к первому выходу блока набора программ, первым выходом — к установочным входам блока исполнительных элементов, второго и третье.-. го счетчиков импульсов и к первому входу второго элемента ИЛИ, а вторым выходом — ко второму. входу формирователя временных интервалов, соединенного третьим входом с выходом второго элемента ИЛИ, подключенного выходом ко входу блока набора программ, связанного вторым выходом с установочным входом первого счетчика импульсов, а третьим и четвертым выходами .- с первыми входами ком- мутатора, подключенного вторым, входом;:, к выходу третьего счетчика, первым выходом- к информационному входу блока исполнительных элементов, вторым выI ходом. - к первому входу блока сравнения,. а третьим выходом - ко второму входу второго элемента ИЛИ и к счетному входу второго счетчика импульсов соединенного выходом со вторым входом блока. сравнения, подключенного выходом ко второму входу первого элемента ИЛИ, связанного выходом со счетным входом третьего счетчика..

Кроме того, блок управления содержит третий элемент ИЛИ,соединенный первым входом с первым входом блока :. управления, а вторым входом - с выходом элемейта задержки, подключенного входом к третьему входу блока управления и к первому входу четвертого элемента ИЛИ, связанного вторым входом со вторым входом блока управления, третьим входом — с выходом второго генератора импульсов, а выходом — с R- входом ВЯ;триггера, подключенного S-входом к выходу третьего элемента ИЛИ, а прямым и инвер сным выходами соответственно — ко второму и первому выходам .блока.управления.

Нй фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 — функциональная.схема блока. управления; на фиг.3-- функциональная схема форми-.. рования временных интервалов) на фиг,4 - функциональная схема блока резервирования; на фиг.5 - функциональная схема логического блока на фиг.б — функциональная схема формирователя кода одного разряда; на фиг.7 - функциональная схема фор,мирователя команд.

Устройство содержит первый генератор 1 импульсов, формирователь 2 временных интервалов, блок 3 набора: программ, коммутатор 4,. блок 5 ис« полнительных элементов., первый элемент ИЛИ 6,блок 7 управления, первый счетчик 8 импульсов, второй счетчик 9 импульсов, блок 10 сравненяя;

1043597 второй элемент ИЛИ 11, третий счет-: чик 12 импульсов.

Блок 7 управления содержит третий и четвертый элементы ИЛИ 13 и 14, первый элемент 15 задержки, второй генератор 16 импульсов, пер- 5 вый триггер 17.

Формирователь 2 временных интер валов содержит первый элемент И 18, три делителя 19-21 частоты, три бло- ка 22-24 установки делителей, логи» 30 ческий блок 25, блок 26 резервирования, дешифратор 27.

Блок 26 резервирования содержит Il формирователей 28 кода одного разряда. Логический блок 25 содержит и, формирователей 29 команд, пятыеэлементы ИЛИ 30, формирователь 28 кода одного разряда содержит первые элементы HE 31, вторые элементы И 32. шестой элемент- ИЛИ 33; Формирователй

29 команд содержит вторые элементы

HE 34, третьи элементы И .35, элемент Й-HE Зб, шестой элемент ИЛИ 37,: второй элемент 38 задержки, второй триггер 39. Коммутатор 4 собран на микросхемах 133КП7 и управляется кодом счетчика (подпрограмм) 12, выполненного на микросхемах 133ИЕ5., Счетчик 9 так же выполнен на микросхемах 133ИЕ5.

При включении питания генератор ЗО . 16 импульсов установки выдает импульс который, пройдя через элемент ИЛИ 14 на вход P триггера 17 устанавлива- . ет его в состояние 0 . ; Ha инверс ном выходе триггера 17, связанном . 35 с первым выходом блОком 7 управле ния появляется 1, которая устанавливает устройство в исходное состояние. При поступлении команды. Пуск она проходит через эле-, „1О мент ИЛИ 13 на вход S триггера 17, устанавливает последний в состояние 1 . При этом на втором выходе блока 7 управления появится

:"1", а на первом — "0"., При окончании цикла работы на второй вход блока 7 управления по" ступает импульс, который, пройдя через элемент ИЛИ 14, поступит на вход R триггера 17, триггер уста-. новится в 0 и установит все . .® устройство в исходное .состояние. Че.-:-.. рез некоторое время, равное времени задержки элемента 15, тот же им-" пульс, пройдя через элемент ИЛИ 13 на вход триггера 17 установит ex o ii:," 55 1, и устройство начнет новый цикл работы. Время задержки элемента 15 равно времени необходимому . для установки узлов устройства в ис-. ходное состояние. ЬО

При обработке устройством всей программы, на выходе счетчика (цик- :. .лов) 8 появится импульс, который, поступив на второй вход. блока 7 уп" равления начала отсчета и пройдя . Ц через элемент ИЛИ 14, поступит на вход R триггера 17 и установит его в 0, в результате чего произойдет выключение устройства. Условимся считать. наличие потенциала на входе или выходе. какого-либо узла эа 1, а его отсутствие — 0 . .Устройство работает следующим образом.

При .включении питания, на первом выходе блока 7 управления начала отсчета появляется импульс, который устанавливает в 0 блок 5 исполнительных элементов, счетчик 9, счетчик 12 программ непосредственно и через элемент ИЛИ б - формирователь 2 временных интервалов.

После прихода команды Пуск на втором выходе блока .Управления появляется, 1", которая, пос.-. тупив .на второй вход формирователя, открывает первый вход формирователя 2. Импульсы с выхода генератора 1 импульсов через вход формирователя 2 начинают .поступать на вход делителей 19-21 частоты, расположенных в формирователе 2. Временные интервалы с выхода формирователя 2 поступают на вход блока 3 набора программ.

Блок 3 набора программ имеет следующие выходы: первый — выход импульса конца цикла, второй — выход кода числа циклов, третий — выход наборных полей, четвертый - выход кода числа повторений подпрограмм.

Кроме того, команда Пуск устанавливает в 0 счетчик (циклов) 8 и через элемент ИЛИ 11 записывает. 1 в счетчик 12 (подпрограмм) . Счетчик 12 (поцпрограмм) своим кодом Управляет"коммутатором 4, который при записи 1 в счетчик

12 (подпрограмм) подключит выходы наборного поля первой подпрограммы к выходам блока 5,исполнительных элементов, входу счетчика 9 и второму .входу элемента ИЛИ б, а второй выход блока 3 соединит с вторым входом блока 10 сравнения.

В момент окончания первой подпрограммы, импульс окончания подпрограммы с третьего выхода коммутатора 4 запишет 1 в счетчик 9, пройдя через первый элемент ИЛИ 6, установит в 0 делители 19-21 формирователя 2. После этого начнется повторение первой подпрограммы. 1 ак продолжается до тех пор, пока код счетчика 9 не .совпадает с кодом, установленным в блоке 3 набора программ.

При совпадении кодов на выходе блока- 10 -сравнения появляется. 1, которая через элемент ИЛИ 11 записывается в счетчик 12 (подпрограмм).

Выходной код счетчика 12 (подпрограмм) изменится. Новый код отклю, чит выходы первой подпрограммы и под1043

S ключит выходы наборного поля второй подпрограммы к выходам коммутато;.,ра 4. Отработка второй и последующих . подпрограмм происходит аналогично. первой.

При окончании последней под-, 5 программы, с первого выхода блока 3. набора программы на счетный вход счетчика 8(циклов) поступит импульс . и запишет 1 в этот счетчик. Кроме того, этот же импульс поступит, на третий вход блока 7 управления,, который сформирует сигнал установки. Сигнал установки с .первого выхода этого блока поступит в описанные цепи установки. После прохож-. дения сигнала установки на втором выходе блока 7 появится 1, которая разрешит прохождение импульсов с выхода генератора 1 импульсов на вход делителей 19-21, расположенных в формирователе 2, и цикл работы устройства повторится.

Программа повторяется до тех пор, пока на .выходе счетчика 8 (циклов). не появится импульс, который, поступит на второй вход блока 7,остано- I вит работу устройства.

При повторном поступлении команды Пуск программа, установленная в блоке 3 набора программы повторится. При выходе из строя фор- 30

-мирователя 2 на его втором выходе появляется команда Авария .

На первый вход формирователя 2 поступают импульсы с выхода генератора 1 импульсов, на второй вход †:35 сигнал установки делителей 19-.21 в 0, на третий вход — сигнал раз решения счета.

При, включении устройства на втором входе фоРмиРователя появляется 4О сигнал установки, который устанав.ливает делители 19-21 .-частоты в 0 . С приходом команды Пуск сигнал установки пропадает; а на третьем входе формирователя 2 появляется сигнал разрешения счета.

Первый элемент И 18 открывается и счетные импульсы с первого входа поступают через элемент И 18 на входы делителей 19-21 частоты. Блок 26 резервирования обеспечивает непрерывное прохождение кода с выходов делителей 19-21 частоты на вход дешифратора 27 как при нормальной работе, так и при сбое одного из трех делителей; 55

Пусть а, Ь, с — выходы одноименных разрядов первого, второго и третьего делителей частоты, à ol """ выход одного разряда блока 26 резервирования. Тогда abc V 55ñ у e6c V егоE = щ

= d илиоКсчс)ксиЬсчаЬс= Й (фиг.б) .

При.сбое любого делителя в формирователе 2 предусмотрена его авто- матическая установка. Входы установки каждого делителя 19-21 связаны через,65

597 блоки 22-24 установки делителей с выходами соответствующих разрядов ве« дущего делителя. Схема (фиг.3) пост-, роена так, что делитель 19 является ведомым по отношению к делителю 20, а делитель 20 является ведомым к делителю 21, а делитель 21 - к делителю 19. Таким образом, ведомые делители через блоки 22-24 установки подстраиваются под ведущие.и в случае сбоя, ведомый делитель ав- . томатически устанавливается под ведущий по команде, формируемой логическим блоком 25 автоматической установки делителей частоты. Если делитель за определенный интервал.вре-; мени не установлен, то логический блок 25 формирует команду Авария .

Работа делителя 21 изображена на . фиг.7.

Пусть м, Ь, с выходы одноименных разрядов первого, второго и третьего делителей частоты соответстВеЙноу а d< d2 i ИЭ команДы на Ус тановку первого, второго и третьего делителей в случае их сбоя. .При синхронной Работе делителей а =бф c .

При сбое первого делителя Ь = с р а .

В этом случае на выходе d„ появится . 1, которая поступив в блок 23 установки первого делителя, установит его под второй делитель 20. При .ц = e ФЪ на выходе dg появится 1, которая установит делитель 20 под третий 21, а при а = Ъ ф с делитель . :

21 установится командой с выхода d под делитель 19. Схема установки одного разряда делителя приведена на фиг.7, Команды на установку делителей со всех разрядов объединяются .через эле-, менты ИЛИ 30 и подаются на блок установки соответствующего делителя.

При синхронной работе всех делителей элемента ИЛИ 37 (фиг.7), а значит и на .R входе триггера 39 и его выходе имеется 0 . При сбое одного из делителей.на выходе элемента ИЛИ 37.появится 1, которая пройдет на первый вход. элемента

И-НЕ 36 непосредственно, а на второй вход через элемент 38 задерж« ки. Если за время задержки неисправный делитель не установится, то триггер 17. опрокинется и на его выходе появится 1 — команда Авария ., Таким образом, предлагаемое устройство благодаря определенному структурному построению схемы обеспечивает формирование нескольких, подпрограмм, которйе sxogHT в цикл. работы устройства, причем каждая из них может быть повторена необходимое число раэ внутри цикла работы и то, что в нем обеспечена коммутация команд на различные исполнительные

1043597

„79dpl/g органы, причем обеспечивается не только их включение, но и выключение. Это обеспечивает более широкие функциональные воэможности предлагаемого устройства, позволяет оперативно, с меньшими. затратами вре 5 мени перестраивать и отрабатывать программу. Кроме того, в .предла- ..:. гаемом устройстве формирователь вреенных интервалов построен так, что исключает искажение. программы в результате сбоя делителей, которые 4op- ° мируют временные интервалы и повышает надежность устройства.

Если учесть, что вышедший из строя делитель автоматически восстанавливает свою работоспособность, то вероятность безотказной работы предлагаемого устройства оказывается еще выше. Высокая надежность предлагаемого устройства исключает искажение программы, а это исключает ВОзможность брака при нарушении технологического процесса. 1043597

-, 1043597

1043597

Вых.

34-у

1043597

10435597

Составитель Н.Горбунова

Редактор Н.Бобкова Техред,И.Метелева Корректор. A,Çèìoêîñîâ

Закаэ 7335/49 Тираж 874 ., Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал IIIIG Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4