Устройство для циклового программного управления

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах программного управления двухпозиционными объектами, в частности промышленными роботами. Устройство позволяет реализовать адаптивный в функции от состояния 2 внешней среды выбор подпрограмм и двухуровневый метод программирования, что расширяет его функциональные возможности и область применения. Адаптивный выбор подпрограммы обеспечивает блок выбора команд. В блок памяти осуш,ествляется запись номера подпрограммы, необходимой для выполнения по сигналам второго блока 34 датчиков. Номер подпрограммы дешифрируется дешифратором. Двухуровневый метод программирования, суш,ность которого заключается в использовании повторяюш,ихся серий выходных сигналов в разных подпрограммах без дополнительного их набора, реализуется с помощью второго распределителя, вторых элементов И и второго блока набора программы, на входы которого поступают сигналы с третьего блока набора программы 33 и с первого блока набора программы. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. i (Л со ьо ел Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 G 05 В 19/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13 „, „,13

И эЛ Ф. .1:."! А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4013596/24-24 (22) 10.01.86 (46) 23.05.87. Бюл. № 19 (72) В. В. Зубков, Ю. А. Поляков, В. В. Трофимов, А. А. Ученгуй и В. Е. Цветков (53) 621.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 773573, кл. G 05 В 19/08, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1084738, кл. G 05 В 19/08, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИКЛОВОГО

ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах программного управления двухпозиционными объектами, в частности промышленными роботами. Устройство позволяет реализовать адаптивный в функции от состояния

ЯО,» 1312527 А 1 внешней среды выбор подпрограмм и двухуровневый метод программирования, что расширяет его функциональные возможности и область применения. Адаптивный выбор подпрограммы обеспечивает блок выбора команд. В блок памяти осуществляется запись номера подпрограммы, необходимой для выполнения по сигналам второго блока 34 датчиков. Номер подпрограммы дешифрируется дешифратором. Двухуровневый метод программирования, сущность которого заключается в использовании повторяющихся серий выходных сигналов в разных подпрограммах без ополнительного их набора, реализуется с помощью второго распределителя, вторых элементов И и второго блока набора программы, на входы с е которого поступают сигналы с третьего блока набора программы 33 и с первого блока набора программы. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

С::

1312527

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в системах программного управления двухпозиционными объектами, в частности в системах управления промышленными роботами.

Цель изобретения — расширение области применения устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для циклового программного управления; на фиг. 2 — функциональная схема блока датчиков; на фиг. 3 — функциональная схема блока управления; на фиг. 4 — функциональная схема логического блока.

Устройство для циклового программного управления содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов и ключ 2, а также первый триггер 3, первый элемент И 4 первый распределитель 5, первый блок 6 набора программы, блок 7 датчиков, первый блок 8 сравнения, блоки 9i...9„управления, объекты 10i... 10„управления, таймер 11, логический блок 12, первый элемент

ИЛИ 13, генератор 14 тактовых импульсов, второй блок 15 набора программы, второй элемент ИЛИ 16, формирователь 17 одиночных импульсов, третий элемент И 18, четвертый элемент И 19, второй триггер 20, третий элемент ИЛИ 21, второй распределитель 22, вторые элементы И 23, ...23, четвертый элемент ИЛИ 24, третий распределитель 25, блок 26 выбора команд, пятый триггер 27, второй 28 и третий 29 блоки сравнения, пятый элемент И 30, блок 31 памяти, дешифратор 32, третий блок 33 набора программы, второй блок 34 датчиков.

Блок 7 датчиков содержит элементы

ИЛИ 35ь...35/г, датчики 36,...36 положения, элементы И 37» ... 37к.

Каждый блок управления содержит первый 38 и второй 39 элементы ИЛИ, третий элемент ИЛИ 40, RS-триггер 41, ключ 42.

Логический блок содержит RS-триггер 43, одновибратор 44, элемент 46 задержки.

Распределитель 5 состоит из счетчика импульсов и дешифратора. Счетчик импульсов двоичный, выполненный, например, на микросхемах К 511 ТВ 1, причем счетный вход счетчика является первым входом распределителя 5, а установочный вход — вторым. Дешифратор может быть выполнен, например, на логических элементах серии К 511.

В качестве блоков 6, 15 и 33 набора программы может быть использовано наборное поле, состоящее из двухпроводных гнезд типа ГК вЂ” 2.

Генератор 14 тактовых импульсов содержит генератор импульсов и схему запрета, имеющую два входа «разрешение такта» и «запрет такта», которые соответственно являются первым и вторым входами генератора 14 тактовых импульсов.

Генератор 14 тактовых импульсов может быть выполнен на логических элементах серии К 511.

5 !

О !

Блок 17 формирования одиночного импульса представляет собой одновибратор, формирующий одиночные импульсы по отрицательному фронту сигналов, поступающих на его входы. Блок 17 формирования одиночного импульса может быть выполнен на микросхеме К 511 ЛА1 с использованием дифференцирующей цепочки.

Распределитель 22 может быть выполнен как распределитель 5, причем первый его вход является счетным, а второй — установочным.

Распределитель 25 может быть выполнен как и распределитель 5, причем единственный вход его является счетным.

Блок 26 выбора команд представляет собой полупроводниковое запоминающее устройство типа матриц, строки которой являются входами, а столбцы — выходами блока. В качестве элементов памяти могут быть применены диоды типа КД 522.

Блок 31 памяти представляет собой набор триггеров, имеющий общий для всех триггеров вход записи, который является вторым входом блока памяти и общий установочный вход, который является третьим входом блока памяти. В качестве триггеров могут быть использованы, например, микросхемы К 511 TB.

Блок 34 датчиков представляет собой совокупность датчиков состояния внешней среды.

Устройство работает следующим образом.

До начала работы все блоки предварительно установлены в нулевое состояние.

На вторые входы третьего 18 и четвертого

19 элементов И поступают разрешающие сигналы с выходов второго 20 и пятого 27 триггеров соответственно. На второй вход первого элемента И 4 поступает запрещающий сигнал с выхода первого триггера 3.

Устройство готово к работе.

После нажатия ключа 2 последовательность импульсов с генератора 1 через третий элемент И 18 и третий элемент ИЛИ 21 поступает на счетный вход второго распределителя 22, а также через четвертый элемент И 19 — на счетный вход третьего распределителя 25. Распределители 22 и 25 предназначены для последовательного распределения программных сигналов, которые поступают на первые входы вторых элементов И 23, 23 и на входы блока 26 выбора команд соответственно.

На вторые входы вторых элементов

И 23ь...23> разрешающие сигналы с блока

15 набора программы не поступают, так как на него не приходят разрешающие сигналы ни с блока 6 набора программы, ни с блока 33 набора программы.

В блоке 26 выбора с помощью диодов заданы код выполняемой подпрограммы, код последующей подпрограммы и код условия перехода из одной подпрограммы в другую. Программа работы устройства состоит из набора подпрограмм, причем после1312527 довательность перехода из одной в другую задается с помощью кода условия перехода.

Блок 28 сравнения осуществляет сравнение кода условия перехода, поступаемого со вторых выходов блока 26 выбора, с кодом состояния внешней среды, поступаемого с дополнительного блока 34 датчиков. При совпадении кодов блок 28 сравнения выдает сигнал «совпадения 1».

Блок 29 сравнения осуществляет сравнение кода выполняемой подпрограммы, поступаемого с третьих выходов блока 26 выбора, с кодом, записанным в блоке 31 памяти. В блок памяти 31 записывается код последующей подпрограммы, поступаемый с первых выходов блока 26 выбора, по сигналу «запись» с выхода пятого элемента И 30.

При совпадении кодов, поступающих на блок

10

29 сравнения, вырабатывается сигнал «совпадения 2».

При появлении сигналов «совпадения 1» ур и «совпадения 2» пятый элемент И 30 вырабатывает сигнал «запись», который записывает в блок 31 памяти код новой подпрограммы и устанавливает триггер 27 в единичное состояние. На втором входе четвертого элемента И 19 появляется запрещающий сигнал, что вызывает прекращение счета распределителя 25.

Код программы, поступающий на дешифратор 32, после записи в блоке 31 памяти, дешифруется и с одного из выходов дешифратора 32 поступает через третий 33 и второй 15 блоки набора программы на один из вторых входов вторых элементов И 23ь...

23 . На соответствующем шаге распределителя 22 на первом входе выбранного элемента И из элементов 23ь...23» появляется также разрешающий сигнал, что вызывает появление сигнала «подпрограмма найдена» на выходе четвертого элемента ИЛИ 24.

Сигнал «подпрограмма найдена» устанавливает триггер 20 в единичное состояние, что приводит к появлению на втором входе 4р третьего элемента И 18 запрещающего сигнала, и поступает на второй вход логического блока 12.

Отрицательный фронт сигнала с первого выхода триггера 20 приводит к появлению на выходе формирователя 17 одиноч- 45 ного импульса счетного импульса, который через третий элемент ИЛИ 21 поступает на первый вход распределителя 22. Распределитель 22 делает следующий шаг, при этом сигнал на выходе четвертого элемента ИЛИ

24 становится нулевым.

Установка триггера 20 в единичное состояние приводит к появлению на втором входе первого элемента И 4 разрешающего сигнала. Последовательность импульсов с выхода ключа 2 через первый элемент И 4 и первый элемент ИЛИ 13 поступает на счетный вход распределителя 5. На такте распределителя 5, соответствующем набору на блоке

6 набора программы, на втором входе одного из вторых элементов И 23,...,23A, на первом входе которого уже присутствовал единичный сигнал с выхода распределителя 22, появляется единичный сигнал. Это приводит к появлению на выходе четвертого элемента ИЛИ 24 сигнала «подпрограмма найдена», который поступает на логический блок 12.

Со следующего шага распределителя

5 сигналы управления от блока 6 набора программы согласно набранной программе поступают через блоки 9ь...9Д управления на объекты 10ь...,10„ управления, а также на блок 7 датчиков. Так идет выполнение одной повторяющейся серии выходных сигналов, при этом с первого до последнего шага выполнения этой серии второй элемент ИЛИ

16 вырабатывает сигнал «наличие команды» который формируется из сигналов, поступаемых с блоков 9ь...,9„управления и блока 7 датч и ко в.

Появление сигнала «наличие команды» устанавливает триггер 3 в нулевое состояние, что обеспечивает появление на втором входе первого элемента И 4 запрещающего сигнала. Счетные импульсы через первый элемент ИЛИ 13 на вход распределителя

5 теперь поступают с выхода генератора 14 тактовых импульсов, у которых на входе «разрешение такта» появился единичный сигнал.

Генератор 14 тактовых импульсов обеспечивает необходимое время между двумя выполняемыми шагами работы устройства.

В случае несовпадения сигналов с первых выходов блоков 9i,...9„управления и блока 7 датчиков блок 8 сравнения вырабатывает единичный сигнал на вход «запрет такта» генератора 14 тактовых импульсов, что запрещает выполнение следующего шага распределителем 5.

По окончании выполнения одной серии выходных сигналов сигнал на выходе второго элемента ИЛИ 16 становится нулевым, что прекращает работу генератора

14 тактовых импульсов и вызывает формирование счетного импульса формирователем

17 одиночного импульса по отрицательному фронту сигнала со второго элемента

ИЛИ 16.

Далее следует аналогичное выполнение следующих серий выходных сигналов для одной подпрограммы. Начало каждой серии производится сигналом с блока ° 15 набора программы, который поступает на блок 6 набора программы. Г1осле выполнения послед ней серии одной подпрограммы логический блок 12 вырабатывает сигнал «конец подпрограммы», свидетельствующий об окончании подпрограммы, состоящей из нескольких серий выходных сигналов.

Сигнал «конец подпрограммы«на выходе логического блока !2 появляется в том случае, если за время, заданное таймером 11 после пропадания сигнала «наличие коман1312527

Формула изобретения ды» с выхода второго элемента ИЛИ 16, не появляется сигнал «подпрограмма найдена» на выходе четвертого элемента ИЛИ 24. Сигнал «конец подпрограммы» устанавливает в исходное состояние распределитель 5, распределитель 22, триггеры 20 и 27, а также блок 3! памяти.

После выполнения одной подпрограммы осуществляется выполнение следующей, заданной блоком 26 выбора команд по сигналам, приходящим с блока 34 датчиков.

При этом в разных подпрограммах возможно использование повторяющихся серий выходных сигналов без дополнительного их набора, что обеспечивается блоком 15 набора программы.

В устройстве реализован адаптивный (в функции от состояния внешней среды) выбор подпрограмм, из которых состоит программа, причем устройство обладает возможностью использования повторяющихся серий выходных сигналов в разных подпрограммах без дополнительного их набора. Все это увеличивает удельную емкость памяти, облегчает процесс программирования, позволяет производить адаптивное управление, в частности промышленными роботами, что расширяет функциональные возможности и расширяет область применения устройства.

Кроме того, устройство обладает высокой помехоустойчивостью, которая обусловлена введением гальванической развязки между устройством и объектами управления, использованием микросхем высокоуровневой серии К 511 и использованием энергонезависимой памяти.

l. Устройство для циклового программного управления, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и ключ, а также первый триггер, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый распредел итель, первый блок набора программы, первый блок датчиков, первый блок сравнения, по числу объектов управления — блоки управления, таймер, генератор тактовых импульсов, формирователь одиночного импульса, первый и второй элементы ИЛИ, выход ключа соединен с первым входом первого элемента И, прямой выход первого триггера соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выходы первого распределителя подключены к входам первого блока набора программы, первые выходы первого блока датчиков соединены с первыми входами первого блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены блок выбора команд, блок памяти, дешифратор, второй и третий триггеры, второй и третий

1О

55 б распределители, третий и четвертый элементы ИЛИ, второй блок датчиков, второй и третий блоки сравнения, пятый элемент И, второй и третий блоки набора программы, при этом первый вход и второй вход первого элемента ИЛИ соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выход— с первым входом первого распределителя, выходы первого блока набора программы подключены к входам блоков управления, первого блока датчиков и второго блока набора программы, первые выходы блоков управления соединены с вторыми входами первого блока сравнения, выход которого подключен к второму входу генератора тактовых импульсов, входы второго элемента

ИЛИ соединены с вторыми выходами блоков управления и первого блока датчиков, а выход — с R-входом первого триггера, первыми входами генератора тактовых импульсов, формирователя одиночного импульса и входом таймера, выход которого соединен с первым входом логического блока, выход ключа подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, второй вход третьего элемента И соединен с вторым входом формирователя одиночного импульса и с инверсным выходом второго триггера, прямой выход которого подключен к S-входу первого триггера, выход третьего элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента

ИЛИ соединен с выходом формирователя одиночного импульса, а выход — с первым входом второго распределителя, выходы которого подключены к первым входам вторых элементов И, вторые входы вторых элементов И подключены к выходам второго блока набора программы, выходы — к входам четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с S-входом второго триггера и вторым входом логического блока, выход четвертого элемента И подключен к входу третьего распределителя, выход которого подключен к входу блока выбора, второй вход четвертого элемента И соединен с прямым выходом третьего триггера, первые выходы блока выбора команд подключены к первым входам блока памяти, первые входы второго и третьего блоков сравнения соединены с вторым и третьим выходами блока выбора команд соответственно, а выходы — с входами пятого элемента И, выход которого подключен к второму входу блока памяти и к R-входу третьего триггера, S-вход которого соединен с вторыми входами первого распределителя, R-входом второго триггера с вторыми входами второго распределителя, с третьим входом блока памяти и с выходом логического блока, выходы блока памяти соединены с вторыми входами третьего блока сравнения и через дешифратор с третьим блоком набора программы, выходы которого подключены к входам второго блока набора программы, выходы второго блока датчи1312527 ков соединены с вторыми входами второго блока сравнения, 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, первый блок датчиков содержит датчики положения, элементы И, элементы ИЛИ, входы которых являются входами блока датчиков, а выходы — вторыми выходами блока датчиков, выходы элементов И являются первыми выходами блока датчиков, при этом выходы элементов ИЛИ подключены к первым входам элементов И, а выходы датчиков положения подключены к вторым входам элементов И.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, каждый из блоков управления содержит RS-триггер, ключ, три элемента

ИЛИ, входы первого и второго элементов

ИЛИ являются входами блока управления, выход третьего элемента ИЛИ является вторым выходом блока управления, выход ключа является первым выходом блока управления, при этом выход первого элемента

ИЛИ подключен к S-входу RS-триггера и к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ подключен к

R-входу RS-триггера и к второму входу третьего элемента ИЛИ, выход RS-триггера соединен с входом ключа.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что логический блок содержит одновибратор, элемент И, элемент задержки, RS-триггер, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход одновибратора — к второму входу элемента И и входу элемента задержки, выход которого

15 соединен с R-входом RS-триггера, S-вход которого является вторым входом логического блока, вход одновибратора является первым входом логического блока, выход элемента И является выходом логического блока.

1312527

ФЦ<7 Ч

Составитель Л. Исправникова

Редактор П. Гереши Техред И. Верее Корректор Е. Рошко

Заказ 1842/45 Тираж 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, !заушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4