Программное временное устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

° ь.

ЖСЕС 1И)" 1 "

1 л: 1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 щд)щ ТЕМА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2!) 4198977/24-24 (22) 24.02.87 (46) 23.08.88. Бюл. М 31 (71) Чебоксарское производственное объединение Электроприбор" (72) А.А.Александров, Л.А.Иванов, В.В.Pемизов и Д.А.Пикулев (53) 621.374.5(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 472335, кл. G 05 В !9/18, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 1018107, кл. G 05 В )9/18, 1981, (54) ПРОГРАММНОЕ ВРЕМЕННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к, автоматике, к устройствам автоматического программного управления технологическими процессами. Цель изобретениярасширение функциональных возможностей и повышение надежности. Устройство содержит блоки запуска, памяти, первую группу триггеров, программный блок, первую магистраль команд, генератор импульсов, управляемый делитель частоты, счетчик времени, первую тактовую шину. Цель изобретения до„„SU„„1418654 А1

1 11 y G 05 В 19/18 стигается введением блока аварийной защиты и сигнализации, второй группы триггеров, первой и второй групп элементов 2И-НЕ, блока блокировки запуска, программного блока питания, форми рователя логических сигналов, электрического соединителя, многовходового элемента И, первого и второго элементов задержки, второй тактовой шины, второй магистрали команд, первого H второго многовходовых элементов

И-НЕ, третьей и четвертой групп элеI ментов 2И-НЕ. Данное устройство обеспечивает прерывание одной программы и запуск другой при аварийных отклонениях технологических параметров управляемого объекта. Сигналы его датчиков с помощью электрического соединителя воздействуют на формирование временных интервалов между командами управления. Питание узлов, формирующих команды управления, включается только на время отработки программ, при этом обеспечивается контроль последовательности формирования команд. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1418654. Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам автоматического управления.,и может быть использовано для программного управления различными технологическими про5 цессами в энергетической, газовой, нефтяной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение надежности программного временного устройства.

На фиг, 1 представлена функциональная схема программного временного уст-15 ройства, выполненного по и. l и 4 формулы изобретения; на фиг. 2 — схема блока аварийной защиты и сигнализации; на фиг. 3 — схема блока запуска; на фиг. 4 — схема электрического 20 соединителя; на фиг. 5 — схема блока блокировки запуска; на фиг. 6 — схема программного блока питания.

Устройство содержит программный блок 1, блок 2 аварийной зашиты и сигнализации, блок 3 запуска, группы триггеров 4-1-4-k, элементов 2И-НЕ

5-1-5-1 и 6-1-6-1, группы триггеров

7-1-7-т, элементов 2И-НЕ 8-1-8-п и

9-1-9-п, формирователь 10 логических сигналов, электрический соединитель

ll элементы И-НЕ 12 и 13, элемент

И 14, блок 15 блокировки запуска, программный блок 16 питания, блок 17 памяти, генератор 18 импульсов, управляемый делитель 19 частоты, счетчик 20 времени, элементы 21 и 22 за- держки, магистрали 23 и 24 команд, тактовые шины 25 и 26, группу входов

27 для ввода логических сигналов с датчиков технологических параметров, шину 28 питания триггеров 4 и 7, элементов 2И-НЕ 5, 6, 8 и 9, формирователя 10 логических сигналов,электрического.соединителя 11, многовходовых элементов И-НЕ 12 и 13, многовходового элемента И 14, блока 17, генератора 18 импульсов, делителя 19 частоты, счетчика 20 времени, элементов 21 и 22 задержки, группу вы- 5< ходов 29.

Триггеры 4-1-4-k как и триггеры

7-1-7-ш, соединены последовательно в порядке номеров так, что первые выходы каждого предшествующего триггера подключены к первому входу последующего. Блок 2 аварийной защиты и сигнализации выполнен по схеме, приведенной на фиг. 2 и содержит r сигнализирующих датчиков 30 технологических параметров, соединенных через формирователи 31 логических сигналов и элементы 2И 32 с S-входами RS-триггеров "33. Второй и третий входы бло° ха 2 через элементы 2И 34 и 35 соединены с S-входами RS-триггеров 36 и 37 соответственно.. Вторые входы элементов 2И 32, 34 и 35 являются первымй входами блока 2, H-входы RSтриггеров 33, 36 и 37 подключены к выходу 38 органа 39 квитирования, а каждый выход этцх триггеров соединен с соответствующим световым индикатором 40 через усилитель 41 мощности и подключен к входу элемейта ИЛИ 42, выход которого является выходом блока

2 аварийной защиты и сигнализации, Формирователи 31 логических сигналов предназначены для преобразования сигналов датчика 30 в логические нормированные сигналы и логического согласовывания этого сигнала с остальными элементами блока 2, В случае приме-. нения,,например, датчика 30 с дискретным выходом в виде коммутационного элемента формирователь 31 в простейшем виде может представлять собой резистор, подключенный одним выводом к положительной шине питания, второй его вь вод является входом и выходом. В этом случае выходной контакт датчика 30 подключается между входом формирователя 31 и общей шиной питания. При замыкании контакта датчика 30 на выходе формирователя

31 образуется сигнал, равный логическому "0", а при размыкании †.логической "1".

Блок 3 запуска предназначен для формирования сигналов запуска программ пуска или останова управляемого объекта, прерывания программы пуска по сигналу с блока 2 аварийной защиты и запуска программы останова. Кроме того, по сигналу блока. 15 блокировки запуска он обеспечивает блокировку формирования сигнала запуска программы пуска. Блок 3 может бытьвыполнен любым известным способом, например по схеме, приведенной на фиг. 3, где он содержит органы 43 и

44 запуска программы пуска и останова соответственно, соединенные через элементы 2И 45 и 2ИЛИ 46 с входами

R u S триггера 47 соответственно.

Между S-входом триггера 47, и положиI4!8654 тельной шиной 48 питания включен конденсатор 49.

На фиг. 4 дан вариант блока 11, который содержит элементы ИЛИ 50 ит:И

51т на фиг. 5 — вариант блока 15, 5

- содержащего RS-триггер 52, конденса- тор 53, положительную шину 54 питания, резистор 55, конденсатор 56, общую шину 57 питания, резистор 58, элемент ИЛИ 59.

Программный блок 16 памяти (<Ьиг.6) содержит RS-триггеры 60 и 61, кон,денсатор 62, положительную шину 63 питания, резистор 64, конденсатор 65, резистор 66, конденсатор 67, общую шину 68 питания, резистор 69, элемент

ИЛИ 70 и усилитель 71 мощности, управляемый ключ 72.

При описании работы программно- 2р временного устройства и его отдельных узлов приняты следующие обозначения тт тт логических сигналов . логическая 1 высокий уровень напряжения, ло гич еский "0 " — низкий уровень напряжения . 25

Программный блок 1 предназначен для формирования сигналов управления исполнительными устройствами объекта управления, устройствами аварийной защиты блока 2 аварийной защиты и 30 сигнализации по командам управления

Е 1 -Z, Х -Х, поступающим На его пер1 вые и вторые входы по магистралям 23 и 24 команд, Программный блок 1 может быть реализован любым известным способом, например с применением комбинационной логики. В простейшем случае он может иметь только шины, транслирующие сигналы с входом на выходы по определенной программе. В случае, 4р когда после завершения программы пуска программа останова запускается не сразу, а через неопределенный промежуток времени, программный блок может иметь элемент памяти, возбуждающийся 45 по последней команде Е,з пуска и обеспечивающий запоминание всех команд

Е -Z пуска до момента поступления

1 первой команды Х, останова. Это может .быть достигнуто, например, с помощью б0

R8-триггера, S-вход которого соединен с шиной команды Е. управления, Rвход - с шиной командой Х,, а выходс первыми входами элементов 2ИЛИ.

Вторые входы этих элементов образуют первые входы программного блока 1, а их выходы определенным образом соединены с его первыми и вторыми выходами.

Блок 2 аварийной защиты и сигнализации предназначен для прерывания программы пуска управляемого объекта и запуска программы его останова при предельных отклонениях от нормы технологических параметров, при нарушении последовательности формирования команд Z, -Z управления при пуске, а также для индикации причины останова и сигнализации о нарушении последовательности формирования команд управления Х -Х при останове. По

1 j сигналам, поступающим в заданной последовательности на его первые входы, разрешается контроль сигналов с датчиков технологических параметров и входных сигналов на втором и третьем входах. При поступлении контролируемых сигналов об аварийной ситуации блок 2 формирует ка своем выходе логический сигнал, который, поступая на первый вход блока 3 запуска, обеспечивает прерывание программы пуска и запуск программы останова управляемого объекта.

Предполагается, что первое состояние контактов датчика соответствует нормальному значению контролируемого этим датчиком технологического параметра, а второе состояние — аварийному значению. На выходе органа 39 квитирования до воздействия на него обеспечивается логический сигнал, равный О, а при воздействии на него и в момент включения напряжения питания — сигнал, равный I. Это может быть достигнуто с помощью кнопки с замыкающими контактами и резистора, включенных последовательно между положительной и общей шинами питания, и конденсатора, включенного .параллельно контактам кнопки. Выходом органа 39 квитирования является точка соединения резистора и кнопки.

До поступления на первые входы блока 2, значит и на первые входы элементов 2И 32, 34 и 35, сигналов, равных логической "1", разрешающих прохождение сигналов с датчиков и с второго и третьего входов блока 2 на

S-входы триггеров 33, 36 и 37, эти триггеры находятся в состоянии логического "0", в которое они установились при включении электропитания по сигналу с органа 39 квитирования.

При этом световые индикаторы отключены, а на входе логического элемента ИЛИ 42 имеет место сигнал, равный

1418654 6 логического "0", а выходная шина— выходом логической "1".

Электрический соединитель 11

5 (фиг. 4).является средством обеспеЭ чивающим соединения вторых входов . триггеров 4-1-4-k и 7т1-7--п1 с тактовыми шинами 25 и 26, входами 27 устройства и формирователем 10 логических сигналов. Возможно несколько вари-. антов таких соединений, каждый из которых обуславливает различные способы формирования команд управления.

Такие соединения обеспечивают формирование команд управления следующим образом: Z после Z по сигналу логической "1", поступающему на вход 271,"

Z> после Z,через заданный интервал времени по тактовым импульсам, поступающим по шинам 25 и 2ф, или по сиг- . налу логической "I" поступающему на вход 27 2 до окончания данного временного интервала; Х после Х, через за-. данный интервал времени после поступ25 ления сигнала логической "1" на вход

1l

27, остальные команды последовательно через заданные интерВалы времени.

5 логическому "0". Если после поступления на первые входы блока 2 сигналов, равных логической "1", разомкнутся сигнализирующие контакты какого-либо датчика 30, то логическая

"1", сформированная соответствующим формирователем 31, через соответствующий элемент 2И 32 поступит íà Sвход соответствующего триггера 32 и установит его в состояние логической "1". После этого логическая "1" с выхода триггера 33 через элемент

HI# 42 поступает на выход блока 2, а через усилитель 41 мощности обеспечи вает включение соответствующего светового индикатора 40, индицирующего аварийное отклонение от нормы значе ния. технологического параметра управ ляемого объекта, контролируемого соответствующим датчиком 30. Аналогичные процессы происходят и при поступ ленин логической "1" на второй или третий входы блока 2. В исходное сос тояние блок 2 приводится подачей на

R-входы всех триггеров логической "1 с помощью органа 39 квитирования после исчезновения аварийной ситуации или после поступления на первые входы блока 2 сигналов, равных логическому к

Триггеры 4-1-4-k и 7-1-7-m имеют преобладание действия первого входа над действием второго входа, причем оба входа потенциальные. Первый вход является входом установки триггеров в единичное состояние по первому выходу, а второй вход — в нулевое состояние. Первый и второй выходы триггеров являются потенциальными прямым и 1О инверсным выходами соответственно, Таким образом, каждый из триггеров

4 и 7,аналогичен триггеру 47 блока 3 запуска и может быть реализован тем же способом. При включении напряжения питания триггеры 4-1 и 7-1 должны устанавливаться в единичное состояние. Это может быть обеспечено, например, подключением их первых входов через конденсаторы к положительной шине питания.

Формирователь 10 логических сигналов обеспечивает на своем выходе посстоянные логические уровни: "1" или

"0". Он может быть выполнен в виде источника опорных напряжений с соответствующими значениями, например в виде параметрического стабилизатора, общая шина которого является выходом

Блок 15 блокировки запуска предназначен для формирования сигнала блокировки запуска программы пуска объекта управления во время отработки программы останова, если ее запуск состоялся после завершения программы пуска или после формирования определенной команды пуска, после. которой имеет смысл в блокировке запуска.При наличии первой команды Е 1 пуска на входе блока 15 сигнал блокировки запуска на его выходе должен отсутствовать, формироваться при снятии ко-. манды Е, и сохраняться до поступле- . ния последней команды останова Х причем сигнал блокировки должен формироваться, если в ходе отработки программы пуска была сформирована команда Z При включении питания с шин 54 и 55 через конденсаторы 53 и

56 соответственно на входы R u S триггера 52 поступают импульсные сигналы, равные соответственно логической "1" и логическому "0", которые устанавливают его в состояние логического "0", т.е. на инвертирующем входе триггера 52 имеет место сигнал, равный логической "1", который через элемент 2ИЛИ 59 поступает на выход блока 15 и не блокирует запуск программы пуска объекта. В это время ко14!8654 манды управления 7,, Z;, Х„ -имеют значения логического,"0", йоэтому состояние триггера 52 сохраняется прежним.

При поступлении 7, =1, т,е. сразу после запуска программы пуска, состояние выходного сигнала элемента 2ИЛИ

59, а значит и блока 15,перестает зависеть от состояния триггера 52, оставаясь равным логической "!". В ходе программы пуска команда Z. npu1 нимает значение логической "1" и с некоторой задержкой, определяемой параметрами интегрирующей цепи: резис-. тор 58, конденсатор 56,-поступает на

S-вход триггера 52, переключая его в состояние логической "1". Поэтому на инвертирующем выходе триггера 52 имеет место логический "О". Когда программа пуска прекратится и запустится программа останова объекта уцравления, команда Z станет равной логическому "0". Значит, на обоих входах эле- . мента 2ИЛИ 59 сигналы будут равны 25 .логическому "0", что приведет к формированию логического "0" на его выходе и выходе блока 15. Это состояние выходного сигнала блока 15, соответствующее сигналу блокировки запуска 30 программы пуска, сохранится до поступления команды Х . (последней команды останова), равной логической "1", когда за счет. логической "1" íà R-входе триггер 52 вернется в первоначальное состояние логического "0", а выходной сигнал блока 15 примет значение. логической "1".

Программный блок 16 питания предназначен для включения напряжения пи- 40 тания триггеров 4 и 7, элементов 2ИНЕ 5, 6, 8 и 9, элементов . И 12-14,формирователя 10 логических сигналов, электрического соединителя 11, блока

17 памятй,- генератора 18 импульсов, 45 управляемого делителя 19 частоты, счетчика 20 времени, элементов 21 и

22 задержки только на время отработки программ пуска или останова объекта управления. Программный блок 16 пи-50 тания должен включать электропитание указанных элементов по первым коман- . дам управления программ пуска Z или

1 останова Х „ а отключать его по последним командам Е < пуска или Х . ос- 55 такова соответственно.

При включении напряжения питания с положительной шиной 63 питания через конденсаторы 62 и 65 íà S-вход триггера 60 и R-вход триггера 61 подается импульс логической "1" а с общей шины 68 питания через конденсатор 67 на S-вход триггера 61 — ло.— гического "0". Поэтому. триггер 60 устанавливается в состояние логической "1" а .триггер 61 — логического

"0". Через элемент 2ИЛИ 70 и усилитель 71 мощности логическая "1" с выхода триггера 60 поступает на вход управляемого ключа и обеспечивает разомкнутое состояние его контактов, что приводит к .отсутствию напряжения на выходе блока 16. В этом случае логический "0" на выходе триггера 61 . на состояние выходного сигнала блока

16 влияния не оказывает. Значения команд управления Z1 Z%. Х и Х nojэ ступающих в это время соответственно на первый, второй, третий и четвертый входы блока 1, соответственно равны логическим "0" "О" "1" "0 "

Э в, э °

Поэтому после заряда конденсаторов

62 и 65 состояния триггеров 60 и 61 не изменятся. После поступления команды 7 =1 триггер 60 переключится в состояние логического "0". Это приведет к тому, что на обоих входах .элемента 2ИЛИ 70 сигналы будут равны логическому "0", Значит, на его выходе и на входе управляемого ключа 72 сигналы будут равны логическому "0"..

В этом случае обеспечивается замкнутое состояние контактов ключа 72 и подача напряжения питания с шины 63 на выход блока 16.

После поступления команды Z =1 с

Ч некоторой задержкой, определяемой параметрами интегрирующей цепи: резистор 69 и конденсатор 67, сигнал, равный логической "1", поступает на

S-вход триггера 61 и переключает его в состояние логического "0", что приводит к отключению контактов управляемого ключа 72 и напряжения на выходе .блока 16, а это приводит к отсутствию команд управления Z и Е, Состояние триггеров 60 и 61 остается прежним до поступления команды Х „ равной логической "1", которая с некоторой задержкой, определяемой параметрами интегрирующей цепи. резистор 66 и конденсатор 65, поступает на R-вход триггер 61 и возвращает

его в состояние логического "0", поэтому контакты управляемого ключа 72 снова замыкаются и обеспечивают по1418654

55 дачу напряжения питания с шины 63 на выход блока 16. Когда поступит команда Х, равная логической "1", с некоторой задержкой, определяемой параметрами интегрирующей цепи: резистор 64,и конденсатор 62, триггер 60 из-за наличия логической "I на Бвходе возвращается в состояние логической "1", а все элементы схемы блока 16 — в первоначальное состояние. Таким образом, напряжение питания на выходе блока 16 обеспечивается только в периоды, когда проходит программа пуска или останова управляемого объекта.

Блок 17 памяти обеспечивает преобразование кодовых комбинаций логических сигналов на его адресных входах в код размерности (номера диапаэона) íà первой группе выходных шин и в код длительности формируемого временного интервала на второй группе выходных шин. При наличии логической "1" на всех адресных входах блока 17 памяти он формирует на всех своих выходах логическую "1". Такой блок 17 памяти (ППЗУ) может-быть выполнен любым известным образом. Например, в нем каждая выходная шина соединена с положительной шиной питания через соответствующий резистор, а программирование осуществляется путем включения между любой выходной шиной и любой адресной шиной соответствующего диода катодом .к адресной шине или отключения ранее установлен-. ного диода, Число адресных шин соответствует числу. интервалов времени, формируемых в ходе программ пуска и останова. объекта управления, т.е. число адресных шин равно суммарному количеству элементов 2И-HE 6 и 9, Число выходных шин первой группы соответствует числу размерностей формируемых временных интервалов, а число выходных шин второй группы — числу .разрядов параллельного кода их длительности .

Генератор 18 импульсов может быть реализован любым известным образом так, что при одном логическом уровне сигнала на его входе он формирует на своем выходе прямоугольные импульсы, а при другом логическом уровне — прекращает, при последующем восстановле.— нии первоначального логического уровня сигнала на входе генератора начинает формирование вьл одных импульсов.

Генератор 18 импульсов состоит из двух последовательно включенных инверторов, вход первого инвертора через диод соединен с входом генератора, выход второго инвертора подключен к выходу генератора и через конденсатор к:первым выводам первого и второго резисторов, вторые выводы которых соединены соответственно с входом и выходом первого инвертора, Управляемый делитель 19 частоты имеет счетный вход, вход сброса, входы установки коэффициента пересчета и выход. Коэффициент пересчета, эначение которого зависит от параллельных кодовых комбинаций логических сигналов, поступающих на входы установки делителя 19 частоты, определяет размерность (номер диапазона) формируемого временного интервала. Управляемый делитель 19 частоты может быть выполнен любым известным способом,например содержать последовательно включенные делители частоты с постоянными коэффициентами пересчета.

Число делителей частоты:соответствует числу диапазонов формируемых интервалов времени. Счетный вход первого делителя частоты является счетным входом управляемого делителя 19 частоты. Входы сброса всех делителей частоты с постоянным коэффициентом пересчета объединены и образуют вход сброса делителя 19 частоты. Выходы указанных делителей частоты через элементы 2ИЛИ соединены с многовходовым элементом И, выход которого является ! выходом управляемого делителя 19 частоты, Вторые. входы элементов 2ИЛИ образуют входы установки коэффициента пересчета делителя 19 частоты. На его выход при отсутствии сигнала сброса поступает выходной сигнал с того делителя частоты, выход которого оказывается соединенным с входом элемента 2ИЛИ, имеющего на своем втором входе сигнал, равный логическому "0". В случае поступления сигнала сброса на соответствующий вход делителя 19 частоты на его выходе устанавливается постоянное значение сигнала, например логический "0".

Со снятием сигнала сброса деление частоты выходного сигнала возобновляется в соответствии с установленным коэффициентбм. В качестве элементов управляемого делителя 19 частоты могут быть применены элементы, 1418654

12 входящие в номенклатуру интегральных микросхем серии К176.

Счетчик 20 времени имеет счетный вход, вход сброса, вход параллельного ввода в двоичном коде данных установки задания счета, вход записи и выход, на котором изменение сигнала происходит при совпадении содержимого счетчика с введенными данными. В ка- 10 честве счетчика 20 времени может быть использован двоичный счетчик с парал.лельным вводом данных перед счетом.

Элемент 21 задержки выполнен любым известным способом так, что он 15 задерживает выходной логический сигнал относительно входного логического сигнала, поступающего на вход запуска, на время, приблизительно равное периоду следования выходных им- 20 пульсов генератора 18, а при поступлении логической "1", на вход сброса устанавливает исходное значение вы.ходного сигнала без специальной задержки. 25

Элемент 22 задержки обеспечивает задержку выходного логического сигнала относительно входных логических сигналов, поступающих как на вход запуска, так и на вход сброса, на вре- 30 мя, приблизительно равное времени.задержки элементом 21.

Программное временное устройство работает следующим образом.

При включении питания на первом . 35 и втором выходах блока 3 запуска устанавливаются сигналы Х,=I и,Е,=О соответственно, на выходе программного блока 16 питания, а следовательно, и на шине 28 питания напряжение отсут-40 ствует. Поэтому блоки 4-14 и 17-22 устройства не получают электропитания, а значит значения всех команд управления Е -Е и X -Х . в магистра1 1, 2 лях 23 и 24 равйы О. Это приводит к 45 формированию программным блоком 1 определенных сигналов, обеспечивающих установку объекта управления в.исходное состояние и разрешающих в блоке

2 аварийной защиты и сигнализации 50 контроль сигналов с датчиков некоторых технологических параметров. Одновременно на выходе 15 блокировки запуска устанавливается сигнал, равный .логической "1", не блокирующий запуск программы пуска объекта управления. Если в это время блок 2 аварийной защиты и сигнализации не фиксирует аварийной ситуации, т.е. его выходной сигнал, поступающий на первый вход блока 3 запуска, равен.логическому "0", то с помощью соответствующего органа блока 3 запуска возможен запуск программы пуска. Когда это произойдет, выходные сигналы блока 3 примут значения Х =0 и Z 1, которые по магистралям 24 и 23 команд соответственно поступают на входы блоков 1, 15 и 16.

Команда Z, =1, поступающая на вхрд программного блока 1, обеспечивает формирование его выходных сигналов в соответствии с заданной программой.

Эта же команда, поступающая на вто-. рой вход блока 15, обеспечивает запрет блокировки пуска, а поступающая на первый вход блока 16 приводит к включению напряжения питания на шину

28. При этом запитываются обесточенные ранее узлы ПВУ. Первоначально все сигналы (кроме Z ) на входах элементов 2И-НЕ 6 и 9 равны логическому "О", а на выходах и на всех адресных входам блока памяти 17 — логической "1". Это, обеспечивает наличие на всех выходах блока 17 памяти, сигналов, равных логической "I" ко торые через многовходовый элемент

И 14 поступают на входы сброса делителя 19 частоты, счетчика 20 времени и элементов 21 и 22 задержки, запрещая их работу и обеспечивая на их выходах сигналы, равные логическим

"0", "0", "О", "1" .соответственно, поэтому выходные импульсы генератора

18 не измецяют их состояний. Одновременно (при включении напряжения на шину 28) триггеры 4-1 и 7-.1 устанавливаются в единичное состояние, Вследствие преобладания действия, первых входов установки в единичное состояние над действием вторых входов установки в нулевое состояние все триггеры 4 и 7 устанавливаются в единичное состояние, т.е. выходные сигналы первых выходов всех триггеров 4 и 7 принимают значения логической

"1",.а вторых выходов — логического

"0". После установки триггера 4-1 в единичное состояние на обоих входах элемента 2И-НЕ 6-1 сигналы принимают значение логической "1, поэтому на его выходе имеет место логический

"О". Так как команды Е,...,Е„, и

Х „,...,Х, поступающие на первые входы элемейтов 2И-НЕ 6-2...,,6-1 и

9-1...,,9-п равны логическому "0", 14) 8654

14 то их выходные сигналы равны логической ",1". Таким образом, на первую ,адресную шину блока 17 памяти посту пает сигнал логического "0", а на остальные — логической "1". Это обеспечивает формирование на первой группе его выходных шин параллельного кода размерности, а на второй группе— ( параллельного кода длительности пер:вого временного интервала, который подается на входы ввода данных счетчи:ка 20 времени. При этом сигнал логического "0" с выходов первой группы блока 17 памяти через элемент И 1.4 )5 поступает на входы сброса делителя

19 частоты, счетчика 20 времени, элементов 21 и 22 задержки и вход запус,ка элемента 22 задержки. Этим разрешается работа укаэанных элементов и 2р

;запускается элемент 22 задержки.

Импульсы с генератора 18 через делитель 19 частоты, делящий их на коэффициент, заданный кодом размерности, начинают поступать на счетчик 20 вре- 25 мени. До поступления первого импульса на счетный вход счетчика 20 времени на его вход записи с выхода эле.мента 22 задержки поступает сигнал, равный логическому "0", при этом бло- ЗО кируются входы ввода данных счетчика

20 времени и в него оказываются введенными данные для счета, поступившие с второй группы выходов блока 17 памяти непосредственно перед подачей логического "0" на вход записи счетчика 20 времени. Логический "0" с .выхода элемента 22 задержки по тактовой шине 26 через электрический соединитель 11 ыодается также и на вто- 40 рые входы четных .триггеров 4 и 7. Начинается формирование первого интервала времени.

По окончании заданного интервала времени, когда число импульсов, со- 45 считанных счетчиком 20 времени, совпадает с числом, введенным в него по входам ввода данных при записи, на

его выходе возникает сигнал, равный логической "1", который с некоторой 50 задержкой, формируемой элементом 21 задержки поступает на вход генератора 18 и блокирует его работу. При этом счетчик времени сохраняет свое состояние. Кроме того, логическая 55

"1" по тактовой шине 25 одновременно поступает через электрический соединитель 11 на вторые входы некоторых нечетных триггеров 4 и 7. Однако, вследствие преобладания действия первых входов установки в единичное состояние над действием вторых входов установки в нулевое состояние, в нулевое состояние переключается только триггер 4-1, так как только íà его первом входе сигнал Х, имеет значение логического "0" и не запрещает его переключения. После переключения этого триггера его выходной сигнал, равный логическому "0", поступает на второй вход элемента 2И-НЕ 6 и первый вход триггера 4-2, разрешая его переключение. Так как на втором входе триггера 4-2 имеет место логический

"0", его состояние не изменяется. А наличие логического ".0" на втором входе элемента 2И-HE 6-1 приводит к формированию логической "1" на его выходе. В этом случае на всех адресных входах блока 17 значение сигналов становится, равным логической "1",что приводит к сбросу элементов устройства-делителя )9, счетчика 20 и элементов 21 и 22 задержки в первоначальное состояние. После этого с выхода элемента 22 задержки по тактовой шине 26 через электрический соединитель 11 на вторые входы некоторых чет- . ных триггеров 4 и 7 поступает логическая "1" и переключает только триггер 4-2 в нулевое состояние, при котором на первом выходе имеет место логический "0", а на втором - логическая "1". Таким образом, возникает команда Z -=l, при которой так же, как и при последующих, формирование временного интервала происходит аналогично, как и при поступлении команды

Z ).

В случае выполнения электрического соединителя 11 по схеме, приведенной на фиг. 4, формирование следующей команды Е =1 происходит независимо от временного интервала. Триггер 4-3 переключается в состояние логического

"0", как только íà его второй вход поступает логическая "1".через вход

27-1 ПВУ, например, с сигнализирующего датчика, выдающего этот сигнал при достижении определенного значения технологическим параметром в результате действия управляющих сигналов программного блока 1 по команде управления Е =1. Так как на второй вход триггера 4-4 постоянно поступает логическая "1" с формирователя 10 логических сигналов, то он переключа15

1418654!

6 ется в нулевое состояние сразу же за триггером 4-3, который обеспечил на его первом входе разрешающий сигнал (логический "0"). После этого коман5 да Z станет равной логическои 1 которая обеспечит формирование следующего временного интервала. Далее команды управления Е,,...,Z <, формируются аналогично команде Е . При возникновении команды Е,=! она посту1 пает по магистрали 23, команд на третий вход блока 15 блокировки запуска и устанавливает его триггер 52 в единичное состояние, поэтому íà его инверсном выходе возникает-логический

"0" и поступает на вход элемента

2ИЛИ 59. Так как на другом входе этого элемента имеет место логическая

"1", то значение его выходного сигнала не .изменяется и остается равным логической "1" до возникновения команды

Z,=0 на втором входе блока 15 блокировки пуска.

Формирование команды Е =! после 2Б команды Е,=1 может.произойти через интервал времени, заданный командой

Е „ либо по сигналу логической "1", поступающей на вход 27-2 ПВУ с сигнализирующего датчика до окончания вре- >О менного интервала. В первом случае на второй вход триггера 4-k-1 логическая "1" поступает .с выхода элемента 21 задержки по тактовой шине 25 через элемент 2ИЛИ 50 электрического соединителя 1! после окончания вре35 менного интервала и обеспечивает переключение этого триггера в нулевое состояние. Во втором случае переключение триггера 4-(k-1) в нулевое сос40 тояние происходит по сигналу логической "1", поступающей на его второй вход с входа 27-2 через элемент 2ИЛИ

50. После переключения триггера 4(k-1) в нулевое состояние аналогично 4 обеспечивается формирование логической "1" на тактовой шине 26, которая переключает триггер 4-k в нулевое состояние. При этом возникает команда Z =1, которая по магистрали 23 поЭ ступает на первую группу входов программного блока 1 и на второй вход программного блока 16 питания. Ко-манда Z =! в программном блоке 1 возбуждает элемент памяти, который обеспечивает запоминание всех команд пуска Z Z равных логической ".1", Э ° ° Ъ Ъ

Команда Е =1 в программном блоке 16 питания переключает его триггер 61 в единичное состояние, что приводит к отключению .с помощью контактов управляемого ключа 72 напряжения питания с выходной дины 28. Таким образом отключается электропитание элементов

ПВУ 4,...,14,17...,,22- и они переводятся в режим хранения, сохраняя свой ресурс и обеспечивая экономию электроэнергии.

При запуске программы пуска управляемого объекта включается напряжение питания и на элементы 2И-НЕ 5 и 8 и многовходовые элементы И-НЕ 12 и 13.

При этом на вторых входах всех элементов 2И-НЕ сигналы равны логическому

"0", так как поступают с инвертирующих выходов триггеров 4 и 7, установленных в единичное состояние. Значит на выходах всех элементов 2И-НЕ 5 и 8 и всех входах многовходовых элементов

И-НЕ 12 и 13 имеют место сигналы, равные логической "1". Поэтому на выходах элементов 12 и 13 и втором и третьем входах блока 2 аварийной защиты и сигнализации сигналы равны логическому "0" не изменяют состояния этого блока. Во время отработки программы пуска при последовательном формировании команд Z равных логической "1", на одном из входов элементов 2И-НЕ 5 всегда имеет место сигнал логического "0", следовательно, значения выходных сигналов элементов 5 и 12 и состояние блока 2 не изменяются. Если по каким-либо причннам, например при неисправности одного из узлов устройства, преждевременно возникнет команда, равная логической "1", на обоих входах одного из элементов 2И-HE 5 сигналы оказываются равны логической "1" и в результате на второй вход блока 2 аварийной защиты поступает сигнал, равный логической "1", что соответствует аварийной ситуации. Такая ситуация может возникнуть, например, при преждевременном формировании Е =1, когда Z<=0 ° т.е. сигналы на первом входе триггера

4-2 и элемента 2И-НЕ 5-2 равны логической "1", а на втором входе этого элемента и втором выходе триггера 4-4 также равны логической "1".

Если в процессе формирования команд управления при пуске или после

его окончания через неопределенный промежуток времени произойдет аварийное отклонение какого-либо параметра контролируемого блоком 2 аварий17

1418654 18 ной защиты и сигнализации, то на его выходе сформируется логическая "1", которая, поступая на первый вход блока 3 запуска, устанавливает его триггер 47 в единичное состояние, что . обеспечивает на первом выходе блока запуска сигнал, равный логической ;1", а на его втором выходе — логическому "0", т.е. Z,=О, à X „=1. Эти команды поступают по магистралям 23 и 24 в программный блок 1 и сбрасываЮт его элемент памяти, возбужденный командой Е =I (если это произошло

После завершения программы останова). 15

Кроме того, команда Z<=0, поступая на второй вход блока 15 блокировки запуска, через его элемент 2ИЛИ 59 обеспечивает на выходе наличие логического "0" (если это произошло после формирования Z.=1), который поступает на второй вход блока 3 запуска и обеспечивает блокировку запуска программы пуска управляемого объекта до окончания программы останова. Ко- 25 манды Z„=0 и Х„=I поступают также йа первый и третий входы соответственно программного блока 16 питания, Учитывая, что Z =О, X ° =О, триггеры

60 и 61 этого, блока оказываются уста- З0 новленными в нулевые состояния и через элемент 2ИЛИ 70 и усилитель 71 мощности обеспечивают включение управляемого ключа 72, который включает напряжение питания на шину 28.

Далее все процессы происходят аналогично для случая формирования команд

Z при пуске с той разницей, что в данном случае формируются команды Х останова управляемого объекта с помо- щью триггеров 7, так как изменение состояний триггеров 4 блокировано командой Х„=I, поступающей на первый вход триггера 4-1.

В случае выполнения электрического соединителя 11 по схеме, приведенной на фиг. 4, переключение триггера

7-1 в нулевое состояние может произойти только при наличии логической "1" на входе 27-3 устройства, например поступающей с сигнализирующего датчика технологического параметра, и логической "1", поступающей по тактовой шине 25 с выхода элемента 21 задержки по истечении заданного интервала времени, т.е. формирование команды Х =I в данном случае происходит с учетом технологических условий на управляемом объекте по истечении заданного интервала времени.

После завершения программы останова при Х .=1, поступающей по магистj y рали 24 команд на первый вход блока

15 блокировки запуска, его триггер

52 устанавливается в нулевое состояние, что приводит к формированию на выходе блока логической "1" и снятию сигнала блокировки запуска. Кроме того, команда Х =1, поступив на четвертый вход программного блока 16 питания, переключает его триггер 60 в единичное состояние, что обеспечивает отключение напряжения на шине 28 управляемым ключом 72.

При отработке программы останова управляемого объекта могут, как и при пуске, возникнуть аварийные ситуации, которые фиксируются блоком 2 аварийной защиты. После завершения программы останова и проведения анализа причин аварийных ситуаций персонал, эксплуатирующий объект, может с помощью органа 39 квитирования устанавливать блок 2 в первоначальное состояние, в этом случае на выходе блока устанавливается сигнал, равный логическому "0". Причина прерывания программы пуска, индицирующаяся с помощью соответствующего индикатора

40, может быть квитирована и во время отработки программы останова.

Прерывание программы пуска и запуск программы останова могут быть осуществлены в любой момент времени с помощью органа 44 останова блока 3 запуска.

Таким образом, при предельных (аварийных) отклонениях от нормы технологических параметров управляемого объекта обеспечивается прерывание одной программы (программы пуска) и запуск другой программы (программы останова). С помощью электрического соединителя могут быть реализованы различные варианты воздействия сигналов сигнализирующих датчиков технологических параметров управляемого объекта на формирование временных интервалов между командами управления.

Кроме того, устройство обеспечивает включение напряжения питания узлов, обеспечивающих формирование команд управления, только на периоды отработки программ, в остальное время эти узлы находятся в режиме хране20

1418б54

19 ния, сохраняя свой ресурс. В периоды отработки программ обеспечивается автоматический контроль за последовательностью формирования команд управления. формула изобретения

1. Программное временное устройство, содержащее блок запуска,блок памяти, первую группу триггеров, программный блок, первая группа выходов которого является выходами устройства, а первая группа входов соединена с первой магистралью команд, образованной шинами команд, последовательно соединенные генератор импульсов, управляемый делитель-частоты и с счетчик времени, элемент И, первую 2п тактовую шину, q т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, в него введены блок аварийной защиты и сигнализации, вто- 25 рая группа триггеров, первая и вторая группы элементов 2И-НЕ, блок блокировки запуска, программный блок питания, формирователь логических сигналов, электрический соединитель, дц первый и второй элементы задержки, вторая тактовая шина, триггеры в первой и второй группах соединены последовательно, первые входы первых триггеров первой и второй групп соединены соответственно с первым и вторым выходами блока запуска, вторые входы триггеров обеих групп соединены с выходами электрического соединителя, второй выход блока запуска с вторыми 4g входами четных триггеров первой группы и первый выход блока запуска с вторыми входами четных триггеров второй группы образуют шины команд первой и второй магистралей соответственно, первые входы первых элементов

2И-HE первой и второй групп подключены к второму и первому выходам блока запуска соответственно, а их вторые входы — к первым выходам первых триг- 5О геров первой и второй групп соответственно, в каждой группе первые входь1 остальных элементов 2И-НЕ подключены поочередно к вторым выходам четных триггеров, вторые входы этих элементов 2И-НŠ— к первым выходам последующих нечетных триггеров, а выходы - к адресным шинам блока памяти, первая группа выходных шин которого соединена с входами многовходового элемента И и входами ввода данных управляемого делителя частоты, а вторая — с входами ввода данных счетчика времени, выход многовходового элемента И соединен с входами сброса управляемого делителя частоты, счетчика времени, первого и второго элементов задержки и с входом запуска второго элемента задержки, вход запуска первого элемента задержки подключен к выходу счетчика времени, выходы первого и второго элементов задержки с помощью первой и второй тактовых шин соединены соответственно с первым и вторым входами электрическо-. го соединителя, третий вход которого подключен к выходу формирователя логического сигнала„ а четвертые входы— к входам устройства, вход блокировки работы генератора импульсов соединен с выходом первого элемента задержки, вход записи счетчика времени — с выходом второго элемента задержки, вторая группа выходов программного блока соединена с первыми входами блока аварийной защиты и сигнализации, выход этого блока подключен к первому входу блока запуска, второй вход которого соединен с выходом блока блокировки запуска, первый, второй и третий входы этого блока подключены соответственно к шинам последней команды второй магистрали команд, первой и i-й команды первой магистрали команд, шины питания формирователя логических сигналов, электрического соединителя, первой и второй групп элементов 2И-НЕ и триггеб ров, блока памяти, генератора импульсов, управляемого делителя частоты, счетчика времени, первого и второго элементов задержки, многовходового элемента И соединены с выходом программного блока питания, первыйчетвертый входы которого соединены соответственно с шинами первой и по" следней команд первой магистрали команд, первой и последней команд второй магистрали команд, 2 ° Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что его блок блокировки запуска содержит первый

RS-триггер, R-вход которого через первый конденсатор соединен с поло- жительной шиной питания, а через первый резистор — с первым входом блока блокировки запуска, S-вход через

21

22

1418654 второй конденсатор соединен с общей шиной питания, а через второй резистор - c третьим входом этого блока, инвертирующнй выход подключен к пер вому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого является вторым входом блока, а его выход - выходом блока блокировки запуска.

3. Устройство по п, 1, о т л и .,ч а ю щ е е с я тем, что его про: граммный блок питания содержит вто, рой и третий RH-триггеры, R-вход второго RS-триггера является первым входом программного блока питания, его $-вход через третий конденсатор соединен с положительной шиной пита ния, а через третий резистор — с чет: вертым входом этого блока, R-вход третьего RH-триггера через четвертый ,конденсатор соединен с положительной шиной питания, а через четвертый резистор — с третьим входом программно го блока питания, S-вход этого триггера через пятый конденсатор соеди нен с общей шиной. питания, а через пятый резистор. — с вторым входом блока, неинвертирующие выходы второго и третьего RS-триггеров через последовательно включенные второй элемент

KIH и усилитель мощности соединены с входом управляемого ключа, через замыкающие контакты которого положительная шина питания соединена с выходом программного блока питания.

4. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем,что, сцелью повышения надежности, оно дополни5 тельно содержит первый и второй многовходовые элементы И-НЕ, третью и четвертую группы элементов 2И-НЕ, число которых в каждой группе соответствует числу четных триггеров со10 ответственно первой и второй групп триггеров, выходы элементов 2И-НЕ третьей и четвертой групп через первый и второй многовходовые элементы И.-НЕ соединены соответственно с

15 вторым и третьим входами блока аварийной защиты и сигнализации, первые входы первых элементов 2И-НЕ третьей и четвертой групп подключены к первым входам первых триггеров пер20 вой и второй групп соответственно, а вторые входы — к вторым выходам вторых триггеров этих же групп, первые входы остальных элементов 2И-НЕ третьей и четвертой групп соединены с первыми выходами нечетных триггеров третьей и четвертой групп соответственно, а вторые входы — с вторыми выходами четных триггеров, последующих через два номера sa указанными нечетными триггерами, шины питания первого и второго многовходовых элементов И-НЕ, третьей и четвертой групп элементов 2И-НЕ соединены с выходом программного блока пита—

35 ни я.

1418654

1418654

1418654

1418654

Фиа 5

Составитель И.Швец

Редактор В,Данко Техред А.Кравчук Корректор .Король

Н К

П одписно е

Тираж 8бб

Заказ 4151/43

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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