Устройство для программного управления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ, содержащее генератор импульсов , подключенный выходом к первому входу первого элемента И, соединенного выходом с входом распределителя импульсов, подключенного выходами к информационным входам первого дешифратора и второго дешифратора , связанного выходом с входами блока набора программ,подключенного выходами к единичным входам первых триггеров, первый элемент ИЛИ, соединенный выходом с вторым входом первого элемента И, вторые элементы И, подключенные первыми входами к выходам первого дешифратора, второй элемент ИЛИ, второй триггер, третий элемент И, первый и второй элементы развязки и по числу объектов управления элементы задержки, датчики состояния объектов управления и датчики положения объектов управления, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности устройства, в него введены шифратор, третий и четвертьй элементы ИЛИ, четвертые элементы И и по числу объектов управления пятые элементы И, и третий триггер, подключенный прямым выходом к управляющему входу первого дешифратора и к вторым входам вторых элементов И, соединенных выходами с входами второго элемента ИЛИ, подключенного выходом к единичному входу третьего триггера , соединенного инверсным выходом с управляющим входом второго дешифратора , а нулевым входом - с выходом третьего элемента И и через первые элементы развязки - с нулевыми а S входами первых триггеров, подключенных прямыми выходами к входам шифра (Л тора, первого элемента. ИЛИ и через с соответствующие элементы задержки - к входам четвертого элемента ИЛИ, связанного выходом с первым входом третьего элемента И и через второй элемент развязки - с единичным вхо/;ом второго триггера, подключенного оо прямым выходом,к второму входу третье Is9 го элемента И, а нулевым входом -. к 4 выходу третьего элемента ИЛИ, соеди00 00 ненного входами с вторыми .входами первых элементов развязки и с выходами пятых элементов И, подключенных первыми входами к выходам соответствующих датчиков положений объектов управления, а вторыми входами - к выходу соответствующих ;чётвертьп: элементов И, каждый из которых соединен первым входом с выходом соответствующих датчиков состояния, а вторым входом - с соответствующей первой выходной шиной устройства и с соответствующим первым выходом шифратора, связанного вторыми выходами с соответствую

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 05 В 19 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3731073/24-24 (22) 19.04.84 (46) 30.09.85. Бюл. ¹ 36 (?2) В.А.Долженков, И.А.Салова и Ю.А.Голландцев (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 537328, кл. С 05 В 19/18, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1012205, кл.С 05 В 9/18, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРА1 1МНОГО

УПРАВЛЕНИЯ, содержащее генератор импульсов, подключенный выходом к первому входу первого элемента И, соединенного выходом с входом распределителя импульсов, подключенного выходами к информационным входам первого дешифратора и второго дешифратора, связанного выходом с входами блока набора программ, подключенного выходами к единичным входам первых триггеров, первый элемент ИЛИ, соединенный выходом с вторым входом первого элемента И, вторые элементы И, подключенные первыми входами к выходам первого дешифратора, второй элемент ИЛИ, второй триггер, третий элемент И, первый и второй элементы развязки и по числу объектов управления элементы задержки, датчики состояния объектов управления и датчики положения объектов управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены шифратор, третий и четвертый элемен„„SU„„1182488 A ты ИЛИ, четвертые элементы И и по числу объектов управления пятые элементы И, и третий триггер, подключенный прямым выходом к управляющему входу первого дешифратора и к вторым входам вторых элементов И, соединенных выходами с входами второго элемента ИЛИ, подключенного выходом к единичному входу третьего триггера, соединенного инверсным выходом с управляющим входом второго дешифратора, а нулевым входом — с выходом третьего элемента И и через первые элементы развязки — с нулевыми

Ф входами первых триггеров, подключен- Е ных прямыми выходами к входам шифратора, первого элемента ИЛИ и через соответствующие элементы задержки—

1 к входам четвертого элемента ИЛИ, связанного выходом с первым входом третьего элемента И и через второй элемент развязки — с единичным входом второго триггера, подключенного прямым выходом к второму входу третье Q© го элемента И, а нулевым входом — к ф ф выходу третьего элемента ИЛИ, соеди- ф ненного входами с вторыми входами 0© первых элементов развязки и с выхода- Q© ми пятых элементов И, подключенных первыми входами к выходам соответствующих датчиков положений объектов управления, а вторыми входами — к выходу соответствующих четвертью элемен- фВ тов И, каждый из которых соединен первым входом с выходом соответствующих датчиков состояния, а вторым входом — с соответствующей первой выходной шиной устройства и с coîòâåòñòâóющим первым выходом шифратора, связанного вторыми выходами с соответствую1182488

Входы шифратора 34

Выходы шифратора 17 первая ° . ° ° ° ° 16 уО

0100

1 0 0 0 ... 0 0 0 0

0 1 0 0 ... 0 0 0 0

1000 щими вторыми выходными шинами устройства и с управляющими входами соот1

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах программного управления робототехническими комплексами.

Цель изобретения — повышение надеж- g ности устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства программного управления; на фиг. 2 — вариант реализации распределения импульсов на 1О фиг. 3 — вариант реализации шифратора на стандартных функциональных элементах для шестнадцати входов; на фиг. 4 — вариант включения объекта управления. ФЗ

Устройство программного управления (фиг. 1) содержит генератор импульсов 1,первый элемент И 2, распределитель импульсов 3, второй дешифратор 4, блок 5 набора программ, пер- zp вые триггеры 6 — 6» первый дешифратор 7, вторые элементы И 8, второй элемент ИЛИ 9, первый элемент ИЛИ 10, третий элемент ИЛИ 11, четвертый элемент ИЛИ 12, элементы задержки 13„ - 25

13„, второй триггер 14, третий триггер 15, третий элемент И 16, шифратор 17, пятые элементы И 18 " 18» четвертые элементы И 19« — 19к объекты управления 20 — 20„. датчи- gp

11 К и ки 21„ — 21 „ состояния объектов управлейия, датчики 22« 22<„положений объектов управления, первый и второй элементы развязки 23 и 24.

Распределитель импульсов 3 содержит счетчики импульсов 25„ - 25, чет" вертые триггеры 26 — 26д, р шест 1 ветствующих датчиков состояния и положения объектов управления.

2 элементы И 27„ — 27„,,, седьмой элемент И 28. Второй дешифратор 4 содер- жит четырехразрядные дешифраторы 29 —

29;„, выполненные на базе микросхемы К155ИДЗ, информационные входы 30, управляющий вход 31. Блок 5 набора программ выполнен в виде диодной матрицы, собранной на диодах 32. Аналогично дешифратору 4 построен дешифратор 7.

Шифратор 17 содержит 23N пятых элементов ИЛИ 33, где N — - количество объектов управления. Входы 34 шифратора соединены с выходами первых триггеров 6, входами элементов задержки 13„ — 13у и входами второго элемента ИЛИ 10. Первая группа выходов 35 шифратора 17 подсоединена к первым входам объектов управления 20, к входам датчиков состояния 21 объектов управления и датчиков положения 22 рабочих органов об актов управления, Вторая группа выходов 36 шифратора 17 соединена с первыми входами четвертых элементов И 18 и с вторыми входами объектов управления 20. Подключение элементов ИЛИ 33 к входам 34 и выходам 3$ и 36 осуществляется в соответствии с таблицей истинности для матричной структуры. Для указанного варианта реализации шифратора приведена таблица истинности.

Шифратор содержит 21% пятых элементов ИЛИ 33, входы 34, первые и вторые выходы 35 и 36.

1 группа 35 вторая группа 36

1182488

Продолжение таблицы

Выходы шифратора 17

Входы шифратора 34 первая группа 35 вторая группа 36

ZyiZz ) --- - - -- Zgg

0 0 1 0 ... 0 0 0 0

0 0 0 1 ... 0 0 0 0

1000

0001

° е °

0 0 0 0 ... 1 0 0 0

0 0 0 0 ... 0 1 0 0

0001

000 1

000 1

0001

0 0 0 0 ... 0 0 1 0

0 0 0 0 ... О 0 0 1

Объект управления 20 содержит восьмой элемент И 37, обмотку реле 38, контакты реле 39 и привод 40 рабочего органа объекта управления.

Входы 41 и 42 элемента И 37 являются первым и вторым входами объекта управления.

Выход элемента И 37 соединен с одним выводом обмотки реле 39, второй вывод которой подключен к низковольтному источнику напряжения (Е) 43

Контакты реле 39 включены в цепь питания привода 40 рабочего органа объекта управления.

Каждый элемент задержки 13 имеет свою определенную длительность, соответствующую максимальному времени выполнения рабочим органом данной операции, и реализован на одновибраторе, например, К155АГ1.

Датчики 21 состояния объектов управления и датчики 22 положения (рабочих органов) объектов управления представлют собой любые контакт ные или бесконтактные концевые или путевые переключатели. Они устанавливаются на рабочих органах манипуляторов, загрузочных устройствах, станках и другом оборудовании, входящем в состав роботизированного комплекса. Под включенным состоянием датчика понимается такое его состояние, когда с датчика поступает сигнал, соответствующий логической единице (контакт замкнут) .

X,...Х4 У -- У

Устройство программного управления работает следующим образом.

Перед началом работы обпуляются счетчик распределителя импульсов 3 и все триггеры 6, а триггеры 26„

26 „ 14 и 15 устанавливаются в едиЗО ничное состояние. С прямого выхода триггера 15 снимается единичный сигнал, который поступает на вторые входы элементов И 8 и управляющий вход дешифратора ?, запрещая поступление импульсов на дешифратор 7, а с инверсного выхода триггера 15 снимается нулевой сигнал, который pagpeшает поступление импульсов с распределителя 3 на дешифратор 4, На вто40 ром входе элемента И 2 действует сигнал разрешения, и с выхода генератора импульсов 1 через первый вход элемента И 2 на вход распределителя импульсов 3 (фиг. 2) поступают такто45 вые импульсы. Эти импульсы через элемент И 28 поступают на вход первого двоичного счетчика 25„ . Код на выходах этого счетчика поступает на входы 30 первого дешифратора 291, на

50 выходах которого появляются сигналы, поступающие на соответствующие входы блока набора программ 5, и с его выходов снимаются управляющие сигналы, поступающие на единичные входы триг55 геров 6.

При появлении сигнала переполнения на выходе старшего разряда первого счетчика 25 срабатывает триггер 261

1182488 и запрещает прохождение импульсов с входа распределителя 3 через элемент И 28 на вход первого счетчика 25„ и разрешает их прохождение через элемент И 27 на вход второго

5 счетчика 25 . Код на выходах второго счетчика 25 поступает на вход второ2 го дешифратора 29, и на его выходах появляются сигналы, которые поступают 1О на другие соответствующие входы блока набора программ 5 и на его выходах формируются новые управляющие сигналы, поступающие на первые входы других триггеров 6 и т.д. При появле- 1 нии, на выходе старшего разряда последнего двоичного счетчика 25„, сигнала переполнения происходит установка всех триггеров 26 — 26,в единичное состояние и разрешается прохождение тактовых импульсов снова на первый счетчик 25„ что соответствует повторению цикла работы устройства программного управления.

При любом состоянии счетчика импульсов 3 управляющий сигнал появляется только на одном из выходов блока набора программ 5. Этот сигнал устанавливает один из соответствующих триггеров 6, — бффиг 1) ди зо ничное состояние, Формирует сигнал на входе одного из элементов задержки 13 — 13, и формируется сигнал на выходе элемента ИЛИ 10, запрещающий прохождение тактовых импульсов с генератора 1 через элемент И 2 на вход распределителя импульсов 3, Сигнал с соответствующего триггера 6 — 6 („ поступает на вход 34

1 (фиг. 3) шифратора 17. На его выходах 35 и 36 формируются одновремен- ® но сигналы в сответствии с приведенной таблицей истинности, которые по линиям связи поступают соответственно на входы 41 и 42 выбранного объекта управления, при этом срабатывает элемент И 37, по обмотке 38 реле протекает ток, реле срабатывает и замыкает контакты -39 привода рабочего органа 40, т.е. включается объект управления, Кроме того, сигнал с выхода 35 шифратора 17 поступает на первый вход элемента И 18, а сигнал с,выхода 36 — на входы датчика 21 состояния объекта управления и датчика 22 положения рабочего органа объекта управления, Если выбранный объект управления исправен, то на вход. элемента И 18 поступает сигнал от датчика 21 состояния объек; та управления. Элемент И 18 срабатывает, и с его выхода на вход элемен-: та И 19 поступает сигнал разрешения.

При достижении рабочим органом объекта управления заданного положения срабатывает датчик 22 положения рабочего органа управления и на его выходе появляется единичный сигнал, который, поступив на второй вход элемента И 19, вызывает его срабатывание. Сигнал с выхода элемента И 19 поступает через элемент развязки 23 на нулевой вход триггера 6 и переключает его в нулевое состояние, выключая тем самым объект управления 20, датчики 21 и 22, Формируя сигнал, поступающий через элемент ИЛИ 10 на второй вход элемента И 2, который разрешает прохождение импульсов с генератора 1 на вход распределителя импульсов 3. Кроме того, сигнал с выхода элемента И 19 поступает через элемент ИЛИ 11 на нулевой вход триггера 14, устанавливая его в нулевое состояние, запрещающее прохождение через элемент И 16 сигнала с выхода элемента задержки 13.

Пришедший сигнал задержки своим задним фронтом через элемент 23 переключает триггер 14 снова в единичное состояние. Цикл работы повторяется, т.е. импульс с генератора 1 поступает в распределитель импульсов 3, на выходе дешифратора 4 появляется новый код, который расшифровывает в блоке 5 набора программ команду, включающую следующий объект управления 20, По предложенному варианту реализации блока 5 набора программ устройство выбирает объекты управления в следующей последовательности: 1,2 3

4,5,6,1,2,3,7,8,9,10,11,12,10 и т.д.

При изменении коммутации блока 5 набора программ можно реализовать любую последовательность включения объектов управления 20.

Если при включении очередного объекта управления 20 окажется, что он неисправен, то сигнал с выхода датчика 21 состояния объекта управления не поступит на вход элемента И 18 и на его выходе, а следовательно, и на выходе элемента И 19 сигнал также не появится, т.е. выключения объекта управления сигналом с датчика 22 положения рабочего органа не произойдет. В этом случае по ис1182488 течении определенного времени, заданного элементом задержки 13, на

его выходе появится сигнал, который через элемент ИЛИ 12 поступит на первый вход элемента И 16 и вызовет переключение триггера 15 в нулевое состояние, при этом сигнал с его первого выхода поступит на вторые входы элементов И 8 и второй вход дешифратора 7, разрешая прохождение информации с выхода распределителя импульсов 3 на выход дешифратора 7, а с второго выхода триггера 15 сигнал поступит на управляющий вход дешифратора 4, запрещая поступление информации на его выход. Одновременно сигнал с выхода элемента И 16 поступит через элемент развязки 23 на нулевой вход триггера 6 и переключит его, в нулевое состояние, отключит объект управления 20 и соответствующие датчики 21 и 22; также этот сигнал через элемент ИЛИ 10 поступит на второй вход элемента И 2 и разрешит прохождение импульсов с выхода генератора 1 на вход распределителя импульсов 3..Элементами И 8 задается код, определяющий количество кбманд программы, которые необходимо пропустить из-за неисправности объекта управления. В этом режиме работы импульсы, поступающие с генератора 1 через открытый элемент И 2 проходят в распределитель 3. Содержимое счетчиков распределителя расшифровывается дешифратором 7, и на его выходах формируется код, который поступает на первые входы элементов И 8. Тот элемент, у

1ð которого пришедший с выхода дешифратора 7 код совпал с установленным, срабатывает, и на его выходе появляется сигнал, переключакщий через элемент ИЛИ 9 триггер 15 в единичное

15 состояние. Это вызывает .изменение сигналов на его выходах. На единичном выходе устанавливается сигнал, запрещающий поступление информации с выходов распределителя 3 на выхо2п ды дешифратора 7 .и сравнение кодов на элементах И 8. На втором выходе триггера 15 устанавливается сигнал, разрешающий прохождение информации с выходов распределителя импульсов 3

25 на выходы дешифратора 4. При этом в блоке 5 набора программ будут выбираться команды управления, соответствующие другому участку программы, и цикл работы повторится по пер вому или второму режимам в зависимос ти от состояния вновь включенного объекта управления.

1182488

° °

Ф ° °

° ° °

° °

° ° °

° Ь

° ° °

° Ф °

° ° °

С)

Съф

Ь ° 4

° ° Ф

° ° °

1182488

1182488

Составитель Н.Горбунова

Техред О.Неце Корректор E.Ñèðîõìàí

Редактор К.Волощук

Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6104/46

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4