Устройство для контроля блока управления роботом

 

, УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОМ, содержащее первьй и второй счетчики и первый элемент И, отличающееся тем, что, с целью повыш ния быстродействия в устройство вв дены два элемента ИЛИ, схема сравнения и генератор импульсов,причем выход генератора импульсЪв соединен со счетным входом первого счетчика, выход переполнения которого являетсй контрольным выходом устройства, вход начальной установки устройства соединен с первым входом первого. элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом начальной установки первого счетчика, первьй и второй выходы контролируемого блока соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, адресный вход устройства являющийся адресным выходом контролируемого блока, соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой соединен со вторым входом элемента И, выход элемента И соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и со счетным входом второго счетчика, информационньй выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения . 1

„,Щ„„1119018

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

ГЕСПУБЛИН

g(gg С 06 Р 11/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 ,, ;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н <@><1 > © < b©»>

00 (21) 3506895/24-24 (22) 28. 10. 82 (46) 15. 10.84. Бюл. У 38 (72) М.А. Гладштейн, В.M. Комаров, Н.А. Шубин, О.T. Сахаров и С.M. Гуревич (71) Рыбинский авиационно-технологический институт и Центральное научноконструкторское бюро Научно-исследовательского химико-технологического института (53) 681.3 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании .

У 2035633, кл. G 06 F 11/30, опублик. 1980.

2. Авторское свидетельство СССР .

У 788851, кл . G 06 F 11/28, 1978 (прототип). (54)(57), УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОМ, содержащее первый и второй счетчики и первый элемент И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия в устройство введены два элемента ИЛИ, схема сравнения и генератор импульсов, причем выход генератора импульсов соединен со счетным входом первого счетчика, выход переполнения которого является контрольным выходом .устройства ° вход начальной установки устройства соединен с первым входом первого. элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом начальной установки первого счетчика, первый и второй выходы контролируемого блока соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, адресный, вход устройства являющийся адресным выходом контро- Я лируемого блока, соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой соединен со вторым входом элемента И, выход элемента И соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ и со счетным входом второго счетчика, информационный выход которого соеди= нен со вторым входом схемы сравнения.

lani

11190

18 3

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для повьппения надежности устройств программного управления сложными техническими объектами, включая микропроцессорные и микромашинные системы.

Известно устройство для контроля программной синхронизации, содержащее счетчик времени и логические 10 элементы, обеспечивающие выдачу сигнала аварийного прерывания в случае обнаружения сбоя программы (1 1.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие контроля.

Наиболее .близким к предлагаемому является устройство для контроля программой синхронизации, содержащее, два счетчика и элемент И и, обеспечивающее выдачу аварийного сигнала в случае обнаружения сбоя программы(2), Недостатком данного устройства явЛяется низкое быстродействие контроля, обусловленное тем, что после

Любого слоя управляющей программы, Включая и самоустраняющиеся сбои, требуется исполнение длительной процедуры восстановления. Кроме того, для осуществления контроля необходи" ма программная настройка устройства на исполнение каждого отдельного модуля программы, что также требует определенных непроизводительных затрат времени.

Цель изобретения — повьппение

35 быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля блока управления роботом, содержащее

40 первый и второй счетчики и первый элемент И, введены два элемента ИЛИ, схему сравнения и генератор импульсов, причем выход генератора импульсов соединен с счетным входом первого

45 счетчика, выход переполнения которого является контрольным выходом устройства, вход начальной установки устройства соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом начальнои уста50 новки первого счетчика, первый и второй выходы контролируемого блока соединены соответственно с первым и вто" рым входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, адресный вход устройства, являющийся адресным выходом контролируемого блока соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой соединен со вторым входом элемента И, выход элемента И соединен со вторым входом первого элемента HJIH и со счетным входом второго счетчика, информационный выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения Г2 3.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для контроля блока управления роботом содержит два счетчика 1 и 2, элемент И 3, два элемента ИЛИ 4 и 5, схему б сравнения и гегенератор 7 импульсов, выход которого подключен к счетному входу пер вого счетчика 1, выход переполнения которого является выходом устройства, а вход начальной установки связан с выходом первого элемента ИЛИ

4, первый вход которого является входом начальной установки устройства, а второй вход подключен к выходу элемента И 3 и к счетному входу второго счетчика 2, выход которого подключен к первому входу схемы 6 сравнения, второй вход которой является адресным входом устройства, а выход подключен к первому входу элемента И 3, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ 5, первый и второй входы которого являются соответственно . первым и вторым входами устройства, соединенные с выходами блока управления роботом.

Устройство работает следующим образом.

Для управления сложными техническими объектамн широко используются программные средства, как правило, сложные технические объекты имеют степеней свободы, каждая из которых содержит исполнительный привод и датчик состояния. Сущность управления подобными объектами состоит в циклическом воспроизведении процедуры обслуживания его степеней свободы. В связи с этим типовая структура управляющей программы также носит циклический характер.

В процессе нормального исполнения программы вырабатываются сигналы программной синхронизации, которые являются импульсами опроса датчиков состояния и выдачи управляющих воздействий на исполнительные приводы степеней свободы объекта. При этом номер обслуживаемой степени

1119

3 определяется адресом, формируемым программой.

В начале очередного цикла исполнения программы формируется нулевой адрес (М =О), соответствующий нулевой степени свободы объекта. Затем генерируется первый программный синхросигнал, по которому осуществляется чтение адресуемого датчика состояния. Полученная информация, обрабатываемая в течение некоторого времени, меньше критического. По окончании обработки генерируется второй программный синхросигнал, обеспечивающий поступление управляющего воздействия на. адресуемый исполнительный привод объекта.

Затем осуществляется адресация к следующей степени свободы (А=А+ 1) и цикл: первый программный синхросигнал — обработка — второй программный синхросигнал повторяется. Программные действия производятся до тех пор, пока полностью выдадутся управляющие воздействия по всем степеням свободы объекта. После этого вновь осуществляется адресация и нулевой степени свободы (R=O) и начинается следующий цикл обслуживания степеней свободы объекта.

Таким образом, при правильпом функционировании программы последовательно генерируются строго чередующиеся во времени первый и второй сигналы программной синхронизации.

Контроль программной синхронизации в предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом.

На адресный вход устройства и, соответственно, на второй вход схемы сравнения 6 поступает и -разряд- 40 ный код адреса степени свободы. Величины ь и 8 связаны соотношением

N = 2 . На первый вход схемы 6 сравh нения поступает контрольный код старших разрядов второго (ь+1) -разрядного счетчика 2, указывающий номер обслуживаемой степени объекта.

При совпадении кода адреса с контрольным кодом схемы 6 сравнения срабатывает и на ее выходе появляется . сигнал, открывающий элемент И 3.

В процессе обращения к адресуемой степени свободы первый и второй программные синхросигналы поочередно поступают на второй элемент ИЛИ 5,55 с выхода которого через открытый элемент И 3 подаются на счетный вход второго счетчика 3 и увеличивают

018 4 на единицу его контрольный код.

Одновременно сигналы с выхода элемента И 3 через второй элемент 4 поступают на вход начальной установки первого счетчика 1 и осуществляют сброс последнего.

При правильном функционировании программы в моменты поступления синхросигналов контрольный код второго счетчика 2 всегда совпадает с кодом на адресном входе устройства, что обеспечивает открытое состояние элемента И 3 в эти моменты времени и обнуление первого счетчика

1. Это предотвращает формирование аварийного сигнала на выходе устройства.

Если в процессе обслуживания степеней свободы объекта .нарушается нормальный ход управляющей программы, то это.приводит либо к появлению неверного кода на адресном вхо" де устройства в моменты поступления сигналов программной синхронизации, либо к нарушению нормального временного интервала между ними (многократное появление сигналов программной синхронизации при постоянном адресе, являющееся следствием зацикливания программы, или пропадание этих сигналов), приводящего к искажению контрольного кода на вы ходе второго счетчика 2. В обоих указанных случаях возникает неравенство кодов на входах схемы 6 сравнения, что вызывает формирование сигнала, запирающего элемент И 3 и блокирующего прохождение импульсов сброса на первый счетчик 1.

При этом первый счетчик 1 воздействием сигналов от генератора 7 импульсов осуществляет процесс контрольного счета времени нарушенйя хода управляющей программы. Если это время превышает критическое, то первый счетчик 1 переполняется.

В результате на выходе устройства появляется аварийный сигнал, который в дальнейшем может быть использован для восстановления процесса управления путем, например, принудительного запуска управляющей программы с начального адреса.

Значение критического интервала времени для различных технических объектов может .выбираться самым различным образом.

Для большинства объектов управления характерны большая частота

11190

Составитель И, Сигалов

Техред Ж.Кастелевич Корректор О. Билак

Редактор И. Воловик

Заказ 7454/36

Тираж 698 Под пис ное

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

S выдачи управляющих воздействий и инерционность исполнительных приводов, вследствие чего кратковременные одиночные нарушения циклов обслуживания степеней свободы объекта не приводят к функциональному отказу системы. В результате этого вследствие цикличности управляющей программы имеется возможность к самовосстановлению нормального хода про- 10 цесса управления объектом уже в следующем цикле обслуживания. В этих условиях критическое время выбирается равным времени исполнения двух" трех полных циклов обслуживания 15 степеней свободы объекта. Работа устройства в период самовосстановления программы характеризуется тем, что контрольный код на выходе второго счетчика 2 остается неизменным, 20 а код иа адресном входе устройства под воздействием программы постепенно изменяется и в конце концов принимает значение, равное контроль-. ному. Начиная с момента совпадения 2S кодов, устройство входит в синхрониэм с программой, и его работа в дальнейшем не отличается от описанной. В этих условиях устройство обладает нечувствительностью не только З0

1 к кратковременным случайным нарушениям хода управляющей программы, но и к сбоям контрольного кода во ,втором счетчике 2.

Для исключения формирования лож- 35 ного аварийного сигнала в момент пуска управляющей программы на вход начальной установки устройства цодается сигнал, проходящий через первый элемент ИЛИ 4 и вызывающий об- 40 нуление первого счетчика 1. При этом начальйая установка второго счетчика

2 не требуется.

Если объект управления не допускает однократных кратковременных на» рушений хода управляющей программы, то в качестве критического времени целесообразно выбирать максимально допустимый в процессе нормального функционирования временной интервал между двумя последовательными выдачами сигналов программной синхронизации. При начальном пуске управляющей программы в этом случае должна выполняться процедура подготовки, приводящая к.автоматическому наступлению синхронизма устройства с программой. Для отказа от подобной процедуры необходимо обнулять второй счетчик 2 в начале работы устройства. Для этого вход начальной установки второго счетчика 2 может быть соединен с входом начальной установки устройства. При этом в случае возникновения аварийного сигнала на выходе устройства, должна активироваться программа, определяющая дальнейшее поведение системы.

Величина критического времени определяется частотой импульсов генератора 7 и разрядностью первого счетчика 1, Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обладает повышен! ным быстродействием контроля, так как не требует дополнительных затрат на настройку устройства перед исполнением каждого, программного модуля обеспечивает повышенную надежность контроля, поскольку в процессе его работы допустимы сбои второго счетчика 2, и более высокую достоверность контроля вследствие исключения реакции на однократные сбои программы, не приводящие к функциональному отказу контролируемой системы.