CS258346B1 - Zapojení pro vytvoření většího počtu nastavitelných časových intervalů - Google Patents

Abstract

Řešení ee týká číslicového řízení obráběcích strojů a řeší zapojení pro vytvoření většího počtu nastavitelných časových Intervalů, Pořadové číalo časovače, podmínky jeho spuštění, typ a forma zadaný doby s časovým rastrem,^sou uloženy kodovaně v pevné paměti. Řídicí blok testuje podmínku spuštění daného časovače. V kladném případě se hodnota zadané doby časového intervalu zapíše do hodnotové matice a hodnota časového rastru do rastrová matice. Čítač se přednastaví na příslušnou hodnotu. Koincidenční blok čítá taktovací impulsy porovnává jejich póčet s hodnotou časového rastru. V případě bézezbytkového podílu čítač zmenší o jedničku aktuální časovou hodnotu. Ve vyhodnocovacím bloku se porovná stav časovače a typem časového intervalu. Řídicí blok vyhodnocuje stavy jednotlivých časovačů, · a nastavuje do příslušného stavu vnitřní proměnné ve své operační paměti nebo jednotlivé datové výstupy výstupního bloku. Řešení se využije u mikroprocesorových systémů pro řízení výrobních strojů a robotů,

Description

Vynález řeší zapojení obvodu pro realizaci většího počtu nastavitelných časových intervalů.

Při číslicovém řízení výrobních strojů musí řídící systém umožňovat vytváření různých časových prodlev a intervalů, které zajišťují jeho správnou sekvenční činnost 'v souladu s technologickým výrobním programem. K takovým činnostem patří například periodické mazání ložisek, prodlevy k zajištění doběhu mechanismů apod.

Jsou známa zapojení řídících systémů, kde se k vytváření časových intervalů používají zpožďovací nebo časová relé pracující na elektromechanickém principu, využívající vlastností kondenzátorú a indukčnosti jako energetických kapacit nebo vačkových mechanismů spojených přes převod s motorem. Nevýhodou těchto řešení je malá spolehlivost, velké nároky na prostor a velká spotřeba energie. U řídících systémů, využívajících ke zvýšení spolehlivosti a energetické účinnosti bezkontaktních spínačů, se časové intervaly a prodlevy vytvářejí využitím vlastností článků rezistor-kondenzátor, a to huS k přímému ovládání bezkontaktního spínače nebo prostřednictvím přizpůsobovacích obvodů, zvyšujících přesnost nastaveného časového intervalu nebo zmenšujících potřebnou kapacitu kondenzátorú. Nevýhodou těchto zapojení je malá přesnost, určovaná zejména tolerancemi a stabilitou použitých součástek.

Ke změně nastaveného časového intervalu je nutný zásah do zapojení vedoucí k výměně rezistoru nebo kondenzátorú. To se obtížně zajišíuje při častějších a rozsáhlejších změnách technologického programu. Dále jsou známa zapojení^ ve kterých se používá většího množství programovatelných časovačů v integrálním provedení. V těchto zapojeních je možné nastavený časový interval měnit programově bez nutnosti elektrických zásahů do zapojení pájením nebo přepojováním. Nevýhodou je však složité zapojení, jež vyžaduje z důvodu přiměřené univerzálnosti řídících systémů dostatečně velký počet časovačů, které při jednodušších technologických programech nebudou využity a prodražují řídící systém. Jsou rovněž známa zapojení využívající k realizaci časových zpoždění a intervalů integrovaných řadičů a paměťových registrů. Nevýhodou těchto zapojení je menší rozsah realizovaných časových intervalů a typů časového zpoždění.

Tyto nevýhody odstraňuje zapojení obvodu pro vytvoření většího počtu nastavitelných časových intervalů podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že takto· vací výstup hodin je spojen s počítacím vstupem koincidenčního bloku. Informační výstup koincidenčního bloku je spojen s odčítacím vstupem čítače. Datový výstup čítače je spojen s informačním vstupem výběrového bloku, jehož informační výstup je spojen s přednastavovacím vstupem čítače. Informační výstup čítače je spojen s informačním vstupem vyhodnocovacího bloku, jehož obousměrný povelový' vývod je spojen s obousměrným povelovým vývodem výstupního bloku, s obousměrným povelovým vývodem výběrového bloku, s obousměrným povelovým vývodem řídicího bloku, s obousměrným povelovým vývodem vstupního bloku, s obousměrným povelovým vývodem stavové matice, s obousměrným povelovým vývodem rastrové matice, s obousměrným povelovým vývodem hodnotové matice a s obousměrným povelovým vývodem koincidenčního bloku. Informační vstup koincidenčního bloku je spojen s prvním obousměrným datovým vývodem výběrového bloku, se druhým obousměrným datovým vývodem výběrového bloku, s datovým vstupem výstupního bloku, s obousměrným datovým vývodem řídicího bloku, s datovým výstupem vstupního bloku, s obousměrným datovým vývodem vyhodnocovacího bloku, s obousměrným datovým vývodem hodnotové matice, s obousměrným datovým vývodem rastrové matice a s obousměrným datovým vývodem stavové matice·. Výběrový vstup stavové matice je spojen s výběrovým vstupem rastrové matice, s výběrovým vstupem hodnotové matice., s výběrovým vstupem vyhodnocovacího bloku, s výběrovým vstupem koincidenčního bloku, s výběrovým vstupem vstupního bloku, s výběrovým vstupem čítače, s adresovým výstupem řídicího bloku a_t s výběrovým vstupem výstupního bloku. Každý datový výstup 154.1 až 154.n výstupního bloku 15 je spojen s odpovídající výstupní svorkou zapojení. Každá vstupní svorka zapojení je spojena s odpovídajícím datovým vstupem vstupního bloku.

Výhodou uspořádání podle vynálezu je, žé umožňuje realizovat proměnný počet nastavitelných časových intervalů bez nutnosti používat nadbytečné integrované časovače. To vede ke snižování výrobních nákladů, k miniaturizaci zapojení a ke zvýšení spolehlivosti řídícího systému. Nastavení časového intervalu je programovatelné prostřednictvím pevné i operační paměti nebo přepínači v širokém rozsahu podle zvoleného Časového rastru. Přesnost realizovaných časových intervalů v tomto zapojení je dána pouze stabilitou časového normálu hodin a zvoleným rastrem. Zapojení umožňuje vytvářet různé typy časových intervalů, jako zpožděný přítah, zpožděný odpad, impuls definované délky, prodloužený impuls a zpožděný přítah s pamětí, což umožňuje efektivně programovat řídící systém a řídit stroj i podle velmi složitého technologického algoritmu.

li

Příklad uspořádání podle vynálezu je znázorněn v blokovém schématu na připojeném výkrese.

Jednotlivé bloky je možno charakterizovat takto. Stavová matice 1 je sestavena z pamětí typu RAM a z pomocných obvodů kombinačního charakteru. Slouží k uchování vyhodnoceného stavu jednotlivých časovačů. Rastrová matice 2 je sestavena z pamětí typu RAM a z pomocných obvodů kombinačního charakteru. Slouží k uchování zvoleného časového rastru jednotlivých časovačů. Hodnotová matice J je sestavena z pamětí typu RAM a z pomocných obvodů kombinačního charakteru. Slouží k uchování aktuální Časové hodnoty jednotlivých časovačů. Vyhodnocovací blok £ je sestaven z logických obvodů kombinačního a sekvenčního charakteru a slouží k vyhodnocení stavu jednotlivých časovačů podle jejich typu a aktuální časové hodnoty. Koincidenční blok je sestaven z logických obvodů kombinačního a sekvenčního charakteru a slouží k detekování shody časového rastru jednotlivých čítačů s bezezbytkovým podílem reálného času zapojení. Hodiny 6 jsou tvořeny krystalem řízeným oscilátorem a děliči kmitočtu a slouží ke generování taktovacích signálů formujících reálný čas zapojení, čítač 2 je tvořen integrovaným obousměrným čítačem na základě aritmeticko-logické jednotky a pomocnými logickými obvody a slouží k postupnému zmenšování předvolené časové hodnoty jednotlivých časovačů. Výběrový blok 8 je sestaven z logických obvodů kombinačního a sekvenčního charakteru a slouží k přepínání informací přicházejících na vstupy čítače. Řídicí blok 2. je realizován integrovaným řadičem, operační pamětí typu RAM, pevnou pamětí typu EPROM a potřebnými podpůrnými logickými obvody. Řeší základní funkce zapojení a koordinuje vzájemnou činnost ostatních bloků. Vstupní blok 14 se skládá ze statických pamětí a proti258346 poruchových členů· Zprostředkovává přenos dvouhodnotových informací mezi obráběcím strojem a řídícím systémem. Vstupní blok 15 se skládá ze statických pamětíprotiporuchových členů a výstupních výkonových bezkontaktních spínacích prvků. Slouží ke spínání akčních Členů stroje.

Zapojení jednotlivých bloků obvodu pro vytváření většího počtu nastavitelných časových intervalů je provedeno takto. Obousměrný povelový vývod 11 stavové matice i je spojen s obousměrným povelovým vývodem 21 rastrové matice 2, s obousměrným povelovým vývodem 31 hodnotové matice 2» ⁰ obousměrným povelovým vývodem 42 vyhodnocovacího bloku £, s obousměrným povelovým vývodem 52 koincidenčního bloku 2» ⁰ obousměrným povelovým vývodem 92 řídicího bloku 2» ⁰ obousměrným povelovým vývodem 142 vstupního bloku 14. s obousměrným povelovým vývodem 152 výstupního bloku 15 a s obousměrným povelovým vývodem 84 výběrového bloku 2· Informační výstup .

výběrového bloku 8 je spojen s přednastavovacím vstupem, čítače χ. Datový výstup 74 čítače χ je spojen s informačním vstupem 83 výběrového bloku 2· Erwií' obousměrný datový vývod 81 výběrového bloku 2 je spojen s obousměrným datovým vývodem 32 hodnotové matice 2· Výběrový vstup 33 hodnotové matice 2 3® spojen s výběrovým vstupem 23 rastrové matice 2» s výběrovým vstupem 13 stavové matice 1, s výběrovým vstupem 44 vyhodnocovacího bloku s výběrovým vstupem 55 koincidenčního bloku 2» ⁰ výběrovým vstupem, 73 čítače χ, s adresovým výstupem 93 řídioího bloku 2» s výběrovým vstupem 143 vstupního bloku 14 a s výběrovým vstupem 153 výstupního bloku 15. Datový vstup 151 výstupního bloku 15 je spojen s datovým výstupem 141 vstupního bloku 14. s obousměrným datovým vývodem 91 řídicího bloku 2» ⁰ druhým obousměrným datovým vývodem 85 výběrového bloku 2» s obousměrným datovým vývodem 41 vyhodnocovacího bloku s obousměrným datovým vývodem 22 rastrové matice 2, s obousměrným datovým vývodem 12 stavové matice las informačním vstupem 51 koincidenč258346 ního bloku 2* Informační výstup 53 koincidenčního bloku % je spojen s odčítacím vstupem 71’ čítače £. Informační výstup 72 čítače X je spojen s informačním vstupem 43 vyhodnocovacího bloku Taktovací výstup 61 hodin 6 je spojen s počítacím vstupem 54 koincidenčního bloku 2·

První až poslední datový vstup 144*1 až 144*n vstupního bloku 14 je spojen s odpovídající první až poslední vstupní svorkou 201 až 20n zapojení. První až poslední výstupní svorka 301 až 30n zapojení je spojenas odpovídajícím prvním až posledním datovým výstupem 154.1 až 154.n výstupního bloku 15*

Zapojení pracuje takto. Pořadové číslo časovače, podmínky, jeho spuštění, typ a forma žádané doby s časovým rastrem jsou uloženy kódované v pevné paměti řídicího bloku 2» který tyto kódy cyklicky interpretuje a řídí tak činnost zapojení* Řídicí blok 2 P^i tom nejprve testuje podmínku spuštění daného časovače, pokud podmínka závisí na signálu přiváděném ze stroje, potom se tento signál do řídicího bloku 2 přenese prostřednictvím vstupního bloku 1£, který načítá signály přiváděné prostřednictvím vstupních svorek 201 až 20n zapojení na první až poslední datový vstup 144*1 až 144*n vstupního bloku 14* Žádaný signál se vybírá prostřednictvím informací postupujících z obousměrného povelového vývodu 92 a adresového výstupu 93 řídicího bloku 2 k obousměrnému povelovému vývodu 142 a k výběrovému vstupu 143 vstupního bloku 14 a přenáší se z datového vývodu 91 řídicího bloku 2· Pokud podmínka spuštění Časovače závisí na vnitřním signálu řídicího bloku 2» potom se tento signál přečte z jeho operační paměti RAM. V případě, že platí podmínka spuštění daného časovače, zapíše řídicí blok 2 hodnotu žádané doby trvání časového intervalu prostřed- niotvím výběrového bloku 8 na příslušné místo do hodnotové · matice 2 a hodnotu časového rastru zapíše na příslušné místo odpovídající číslu časovače do rastrové matice 2.

Hodnota žádané doby trvání časového intervalu a časového rastru se při tom může v závislosti na kódu v pevné paměti řídicího bloku £ přenášet ve formě konstanty z pevné parněti, nebo ve formě proměnné hodnoty z operační paměti, případně ve formě proměnné hodnoty či konstanty, která se přivádí do zapojení prostřednictvím vstupního bloku 14.

Dále řídicí blok 2 interpretuje kod typu časovače a přednosem informace ze svého obousměrného datového vývodu £1 na obousměrný datový vývod 12 stavové matice 1, nastaví v příslušném místě stavové matice 1 odpovídající logický stav časovače· K zápisu informací na jednotlivá místa stavové matice χ, rastrové matice 2, či hodnotové matice 2 ee využívá signálů, které se přivádějí z řídicího bloku 2 na obousměrné povelové vývody 11, 21, 31 a na výběrové vstupy 1£, Ζ2» 22. stavové matice 1, rastrové matice 2 a hodnotové matice 2* ^v dalším kroku se na pokyn z řídicího bloku 2 přečte pro každý jednotlivý časový interval informace, která přichází z obousměrného datového vývodu 22 rastrové matice 2 na informační vstup 51 koincidenčního bloku 2* Dále se přečte informace, která přechází z obousměrného datového vývodu 32 hodnotové matice 2 ha první obousměrný datový vývod 81 výběrového bloku 8. Odtud se časová hodnota přenese prostřednictvím informačního výstupu 82 výběrového bloku 8 na přednastavovací vstup 75 čítače χ a po příchodu povelu z řídicího bloku £ ha výběrový vstup H se čítač přednastaví na příslušnou časovou hodnotu· Koincidenční blok 2 čítá taktovací impulsy přicházející na jeho počítací vstup 54 ^z taktovacího výstupu 61 hodin 6 a porovnává jejich počet s hodnotou časového rastru·

V případě jejich bezezbytkového podílu vyšle koincidenční blok 2 ^ze svého informačního výstupu 53 signál na odčítací vstup 71 čítače χ a čítač zmenší o jedničku aktuální časovou hodnotu· V opačném případě se přejde k dalšímu v pořadí časovému intervalu. Pokud zmenšený obsah čítače χ není nulový, přenese se upravená časová hodnota z jeho datového výstupu 74 na informační výstup 83 výběrového bloku 8, odkud se zanese na příslušné místo v hodnotové matici 2· Pokud je obsah čítače χ po zmenšení o jedničku nulový, přenese se nulová časová hodnota rovněž na příslušné místo hodnotové matice 2« Současně se přenese informace o doběhnutí časového intervalu z informačního výstupu 72 čítače χ na informační vstup 43 vyhodnocovacího bloku £. Ve vyhodnocovacím bloku £ se porovná stav časovače s typem časového intervalu a nově vyhodnocený stav časo-vače se zapíše do stavové matice 1. V závěru celého cyklu vyhodnocuje řídicí blok χ podle údajů vé své pevné paměti stavy jednotlivých časovačů a na základě toho nastaví řídicí blok 2 ^do příslušného stavu vnitřní proměnné ve své operační paměti nebo jednotlivé odpovídající datové výstupy výstupního bloku 15 a dále se celý cyklus periodicky opakuje.

Vynálezu se využije u mikroprocesorových systémů pro řízení výrobních strojů, robotů a dalších zařízení* kde je nutné pro zajištění správného ohodu technologického programu realizovat větší počet časových intervalů.

Claims (1)

1. Zapojení pro vytvoření většího počtu nastavitelných Sašových intervalů, vyznačující se tím, že taktovací výstup (61) hodin (6) je spojen s počítacím vstupem (54) koincidenčního bloku (5), jehož informační výstup (53) je spojen s odčítacím vstupem (71) čítače (7), jehož datový výstup (74) je spojen s informačním vstupem (83) výběrového bloku (8), jehož informační výstup (82) je spojen s přednastavovacím vstupem (75) čítače (7), jehož informační výstup (72) je spojen s informačním vstupem (43) vyhodnocovacího bloku (4), jehož obousměrný povelový vývod (42) je spojen s obousměrným povelovým vývodem (152) výstupního bloku (15), s obousměrným povelovým vývodem (84) výběrového bloku (8), s obousměrným povelovým vývodem (92) řídicího bloku (9), s obousměrným povelovým vývodem (142) vstupního bloku (14)., s obousměrným povelovým vývodem (11) stavové matice (1), s obousměrným povelovým vývodem (21) rastrové matice (2), s obousměrným povelovým vývodem (31) hodnotové matice (3) a s obousměrným povelovým vývodem (52) koincidenčního bloku (5), jehož informační vstup (51) je spojen s prvním obousměrným datovým vývodem (81) výběrového bloku (8), se druhým obousměrným datovým vývodem (85) výběrového bloku (8), s datovým vstupem (151) výstupního bloku (15), s obousměrným datovým vývodem (91) řídicího bloku (9), s datovým výstupem (141)'vstupního bloku (14), s obousměrným datovým vývodem (41) vyhodnocovacího bloku (4), s obousměrným datovým vývodem (32) hodnotové matice (3), s obousměrným datovým vývodem (22)‘ rastrové matice (2) a b obousměrným datovým vývodem (12) stavové matice (1), jejíž výběrový vstup (13) je spojen s výběrovým vstupem (23) rastrové matice (2), s výběrovým vstupem (33) hodnotové matice (3), s výběrovým vstupem (44) vyhodnocovacího bloku (4), s výběrovým vstupem (55) koincidenčního bloku (5), β výběrovým vstupem (143) vstupního bloku (14), s výběro~ vým vstupem (73) cítaěe (7), s adresovým výstupem (93) řídicího bloku (9), a s výběrovým vstupem (153) výstupního bloku (15), jehož každý datový výstup (154·! až 154.n) je spojen s odpovídající výstupní svorkou (30.1 až 3O.n) zapojení, jehož každá vstupní svorka (20.1 až 20.n) je spojena s odpovídajícím datovým vstupem (144.1 až 144.n) vstupního bloku (14).