SU734616A1 - Устройство дл программного управлени - Google Patents

Description

Изобретение относится к программному логическому управлению, преимущественно металлорежущими станками, а также транспортными, загрузочными устройствами и другими промышленными объектами. ^{5 * * * *}

Известны устройства программного логического управления, содержащие входные и выходные преобразователи информации, вычислительный блок, блоки памяти.

Входные и выходные преобразователи ин- ¹⁰ формации связаны соответственно с дискретного действия воспринимающими элементами (кнопками, путевыми выключателями и т.п.) и исполнительными элементами (контакторами, электромагнитами, электромагнитными муфтами, сигнальными лампочками и т.п.) управляемого объекта . В блоках памяти хранится программа управления конкретным объектом. Такая структура позволяет оснащать различные объекты управления одинаковыми устройствами управления, различающимися лишь набором входных и вьеходных прео2 бразователей, количеством олоков памяти и хранимой в них программой [1]^] · Однако данные устройства обладают узкой областью применения.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее входные и выходные преобразователи информации, связанные с вычислительным блоком, генератор тактовых импульсов, входы которого подключены к первому входу вычислительного блока и к входу счетчика, кодовые выходы которого подключены ко входам блоков памяти. В процессе работы устройства из блоков памяти последовательно считываются и отрабатываются команды программы, каждая из которых содержит код операции и адрес (т.е. номер) входа или выхода. Данное устройство может одновременно управлять и несколькими объектами (как одинаковыми, так и различными). В этом случае суммарный объем блоков памяти должен вмешать все программы управления. Если управляемые объекты олинако вые, то эти программы являются аналогичными и различаются лишь адресами входов и выходов ]3.

Однако в этом устройстве приходится все аналогичные программы хранить в памяти. При управлении II одинаковыми объектами требуется хранить П аналогичных программ, что требует соответствующего увеличения числа блоков памяти, то есть приводит к повышению стоимости устройства. Кроме того, необходимость записи II программ, а не одной, существенно усложняет программирование.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков, то есть упрощение уст- 15 ройства при управлении несколькими одинаковыми управляемыми объектами.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены триггер, три регистра и второй счетчик, причем выходы блоков памяти соединены со входом первого регистра и со входом третьего регистра, выходы которого подключены ко вторым входам вычислительного блока, выход переполнения первого счетчика подключен ко входу второго счетчика, кодовые выходы которого соединены со входами второго регистра, выходы первого и второго регистра подключены к адресным входам входных и выходных преобразователей информации, а информационные выходы вычислительного блока через триггер подключены к информационным входам выходных преобразователей информации. 35

Наличие трех регистров, триггера и второго счетчика позволяет при управлении N одинаковыми объектами хранить в блоках памяти не N аналогичных программ, а одну такую программу, что существен- 40 но упрощает программирование. При этом в N раз уменьшается требуемый суммарный обьем блоков памяти и соответственно уменьшается число этих блоков, вследствие чего снижается общая стоимость 45 устройства. Устройство^таким образом, упрощается.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит вычислительный 50 блок 1, триггер 2, генератор 3 тактовых импульсов, первый счетчик 4, первый регистр 5, второй регистр 6, третий регистр 7, второй счетчик 8, блоки 9 памяти и входные и выходные преобразователи 55 10-11 информации.

К входным преобразователям 10 информации подключены дискретного лейст ]вия' воспринимающие элементы (кнопки, переключатели, путевые выключатели, реле давления и т. п.; на чертеже не показано) управляемых объектов 12. К выходным преобразователям 11 информации подключены дискретного действия исполнительные элементы (контакторы, электромагниты, электромагнитные муфты, сигнальные лампочки и т.п. ; на чертеже не показаны) управляемых объектов 12. В блоках 9 хранятся программы управления каждым из объектов 12. Программы вводятся в блоки 9 в период стыковки устройства управления с управляемыми объектами. Ввод программы осуществляется с помощью специального устройства программирования. Программа представляет собой последовательность команд, в соответствии с которой в блоке 1, работающем совместно с триггером 2, периодически производится вычисление значений булевых функций, определяющих состояния выходов устройства, и состояния исполнительных элементов объектов 12.

Если объекты 12 одинаковые, то в блоках 9 хранится программа управления только одним управляемым объектом. Например, всего объектов 10, а каждый имеет не более 100 входов и выходов в сумме. Удобно принять следующее распределение адресов входов—выходов.

Распределение адресов входов и выходов для 10 управляемых объектов

Управляемый объект, N?	Адрес входоввыходов
1	100-199
2	200-299
3	300-399
4	400-499
3	500-599
6	600-699
7	700-799
8	800—8 99
9	900-999
10	000-099

Каждая и; команд, составляющих программу, содержит код операции и адресную часть. В устройстве, в случае управления одинаковыми объектами, адресная часть команды содержит только младшие разряды адреса входа-выхода (в рассматриваемом примере 2 разряда) , старшие же разряды (в рассматриваемом примере 1 разряд) определяются состоянием счетчи— ка 8, в котором хранится текущий номер управляемого объекта.

Если считывается команда, адресная часть которой представляет собой число 45, а счетчик 8 в этот момент находится в состоянии а, то выбирается вход или выход 345.

Устройство работает следующим образом.

С генератора 3 тактовые импульсы постоянной частоты поступают на вход преобразователей 11. При этом выбранный выход устанавливается в то состояние, в котором находится триггер 2, то есть в состояние, соответствующее ₅ вычисленному сечению булевой функции данного выхода. Аналогично управляются остальные выходы.

После отработки последней команды программы вновь считывается и отраЮ батывается первая команда, затем вто. рая и т.д. Циклы считывания отработки счетчика 4. С каждым тактовым импульсом состояние счетчика 4 увеличивается на единицу. СЗ· кодовых выходов этого счетчика номер очередной команды подается в 15 блоки 9, из которых считывается и передается в регистры 7 и 5 очередная команда программы. Содержащийся в этой команде код операции запоминается в регистре 7, а адресная часть команды 20 (младшие разряды адреса входа-выхода)~ в регистре 5. Старший разряд адреса подается в регистр 6 с кодовых выходов счетчика 8. Полный адрес входа-выхода (старший и младшие разряды) с регист— 25 ров 6 и 5 поступает на адресные входы преобразователей 10 и 11. При этом происходит выбор соответствующего входа или выхода, и информация о его состоянии подается с информационного вы— 30 хода соответствующего преобразователя 10 или 11 на информационный вход блока 1. Здесь с этой информацией, в соответствии с поступившим кодом операции, выполняется одна из логических one- 35 раций, например И, ИЛИ, НЕ-И, НЕ-ИЛИ. При этом код выполняемой операции поступает на операционные входы блока 1 с регистра 7. Вторым операндом выполняемой операции является результат пре- 40 дьшущей операции, хранимый в триггере

2. Результат очередной операции, при поступлении на управляющий вход блока 1 стробирующего импульса с генератора

3, вновь заносится в триггер 2 путем . 45 подачи импульса с соответствующего информационного выхода блока 1 на единичный или нулевой вход триггера.

Так считывается и отрабатывается группа команд вычисления булевой функции 50 некоторого выхода.

В последней команде этой группы программируется код операции 'установка состояния’, При получении такого кода с регистра 7 и при поступлении стробиру- 55 ющего импульса с генератора 3 блок 1 выдает импульс на управляющий выход, подключенный к управляющим входам всех команд программы повторяются с достаточно высокой частотой (время цикла порядка 1-2 мс).

Перед первым циклом счетчик 8 устанавливается в состояние 1, поэтому в первом цикле формируются адреса входов-выходов в интервале 100-199, то есть осуществляется управление объектом К? 1.

После каждого цикла с выхода переполнения счетчика 4 на вход счетчика 8 подается импульс, в результате чего состояние счетчика 8 увеличивается на единицу. Во втором цикле при считывании тех же команд программы формируются адреса в интервале 200-299, то есть осуществляется управление объектов № 2, в третьем цикле — объектом № 3 и т.д. В 11-м цикле счетчик 8 вновь находится в состоянии Ί’ и вновь производится управление объектом № 1, в 12-м цикле - объектом № 2 и т.д. Период повторения всех команд управления для каждого из объектов составляет таким образом, 10 циклов, то есть время порядка 10—20 мс. Это время сравнимо со временем срабатывания реальных исполнительных элементов, чем и объясняется работоспособность описанного устройства.

‘Введение в устройство сравнительно простых и дешевых трех регистров, триггера и второго счетчика при управлении несколькими одинаковыми объектами, в общем случае работающими независимо, позволяет существенно сократить число сравнительно дорогих и сложных блоков памяти, то есть сократить оборудование, и снизить стоимость устройства, а также сократить число программ, а следовательно, сократить сроки и стоимость программирования, то есть упростить программирование.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к программному логическому управлению, преимущественно металлорежущими станками, а также транспортными, загрузочными устройствами и аругчмк промышленными объектами . Известны устройства программного логического управлени , содержащие входные и выходные преобразователи информа ции, вычислительньй блок, блоки пам ти. Е1хоаные и вьLxoдныe преобразователи информации св заны соответственно с дискретного действи  воспринимающими элементами (кнопками, путевыми вьжлюча- тел ми и т.п.) и исполнительными элемен тами (контакторами, электромагнитами, электромагнитными муфтами, сигнальными лампочками и т.п.) управл емого кта . В блоках пам ти хранитс  программа управлени  конкретным объектом. Така  структура позвол ет оснащать различ ные об1.екты управлени  одинаковыми уст ройствами управлени , различающимис  лишь набором входных и выходных преобразователей , количеством олоков пам ти и хранимой в них программой lj|2 . Однако данные устройства обладают узкой областью применени . Наиболее близким к предлагаемому устройству  вл етс  устройство, содержащее входные и выходные преобразователи информации, св занные с вычислительным блоком, генератс тактовых импульсов , входы которого подключены к первому входу вычислительного блока и к входу счетчика, кодовые выходы которого подключены ко входам блоков пам ти. В прс«ессе работы устройства из блоков пам ти последовательно считьшаютс  и отрабатываютс  команды программы, кажда  из которых содержит код операции и адрес (т.е. номер) входа или выхода. Данное устройство может одновременно управл5ггь и несколькими объектами (как одинаковыми, так и различными). В этом случае суммарньсй объем блоков nat.fsrrH должен вмешать все программы управлени . Если утфавл р.мые объекты олииако . вые, то эти программы  вл ютс  аналогичными и различаютс  лишь адресами входов и выходов з . Однако в этом устройстве приходитс  все аналогичные программы хранить в пам ти. При управлении И одинаковыми объектами требуетс  хранить И аналогичных программ, что требует соответствующего увеличени  числа блоков пам ти, то есть приводит к повышению стоимости устройства. Кроме того, необходимость записи И программ, а не одной, существе но усложн ет программирование. Цель изобретени  - устранение указан ных недостатков, то есть упрощение уст- роиства при управлении несколькими одинаковыми управл емыми объектами. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены триггер, три р гистра и второй счетчик, причем выходы блоков пам ти соединены со входом первого регистра и со входом третьего регистра , выходы которого подключены ко вторым входам вычислительного блока, выход переполнени  первого счетчика под ключен ко входу второго счетчика, кодов выходы которого соединены со входами второго регистра, выходы первого и второго регистра подключены к а; есным входам BxoiiHbtx и выходных преобразователей информации, а информационные выходы вычислительного блока через триггер подключены к информационна входам выходных преобразователей инфс мации . Наличие трех регистров, триггера и второго счетчика позвол ет при управлении N одинаковыми объектами хранить в бл ках пам ти не N аналогичных программ, а одну такую программу, что существенно прощает программирование. При этом в N раз уменьшаетс  требуемый суммар ный обьем блоков пам ти и соответствен но уменьшаетс  число этих блоков, всле ствие чего снижаетс  стоимость устройства. Устройство таким образом, упрощаетс . На чертеже приведена блок-схема устройства . Устройство содержит вычислительный блок 1, триггер 2, генератор 3 тактовы импульсов, первый счетчик 4, первый ре гистр 5, второй регистр 6, третий регис 7, второй счетчик 8, блоки 9 пам ти и входные и выходнью преобразователи 1О-11 информации. К вхо/шым преобразовател м 10 информации по/1ключены дискретного пейст 7 64 ви  воспринимающие э-чемеиты (кнопки, переключатели, путев ые вьаслючатели, реле давлени  и т. п.; на чертеже не показано ) управл емых объектов 12. К выходным преобразовател м 11 информации подключены дискретного действи  исполнительные элементы (контакторы, электромагниты , электромагнитные муфты, сигнальные лампочки и т.п. ; на чертеже не показаны) управл емых объектов 12. В блоках 9 хран тс  программы управлени  каждым из объектов 12. Программы ввод тс  в блоки 9 в период стьжовки устройства 5а1равлени  с утфавл емъгми объектами . ЕЗвод программы осуществл етс  с помощью специального устройства программировани . Программа представл ет собой последовательность команд, в соответствии с которой в блоке 1, работающем совместно с триггером 2, периодически производитс  вычисление значений булевък функций, определ ющих состо ни  выходов, устройства, и состо ни  исполнительных элементов объектов 12. Если объектъ 12 одинаковые, то в блоках 9 хранитс  программа управлени  тошько одним управл емъ1м объектом. Например , всего объектов 10, а каждый имеет не более 10О входов и выходов в сумме. Удобно прин ть слел тощее распределение адресов входов-въкодов. Распределение адресов входов и выходов дл  1О управл емъос объектов Управл емъгй объект, Адрес входовN5 въгходов 10О-199 200-209 ЗОО-399 400-499 500-599 600-699 700-799 8ОО-899 900-999 ООО-О99 Кажда  и; команд, составл ющих программу , содержит код операции и адресную часть. В устройстве, в у1фавлени  одинаковыми объектами, адресна  часть команды содержит только младшие разр ды адреса входа-въкода (в рассматриваемом примере 2 разр да) , старшие же разр ды (в рассматриваемом 1тэимере 1 разр д) определ ютс  состо5шием счетчи- ка 8, в KOTOf)OM хранитс  текущий номер управл емого объекта. Если считываетс  команда, адресна  часть кото{эой представл ет собой число 45, а счетчик 8 в этот момент находит с  в состо нии J, то выбираетс  вход или выход 345. Устройство работает следующим обра зом. С генератора 3 тактовые и myльcь посто нной частоты поступают на вход счетчика 4, С каждьЕМ тактовьгм импульсом состо ние счетчика 4 увеличиваетс  на единицу. С кодовых выходов этого сч чика номер очередной команды подаетс  блоки 9, из которьсх считываетс  и пере даетс  в регистры 7 и 5 очередна  команда программы. Содержащийс  в этой команде код операции запоминаетс  в регистре 7, а адресна  часть команды ( младшие разр ды адреса входа-выхода) в регистре 5. Старший разр д адреса по даетс  в регистр 6 с кодовых выходов счетчика 8. Полный адрес входа-выхода (старший и младшие разр ды) с регист- ров 6 и 5 поступает на адресные входы преобразователей 10 и И. При этом происходит выбс соответствующего входа или выхода, и информаци  о его состо нии подаетс  с информационного вы-. хода соответствующего преобразовател  1О или 11 на информационный вход блока .1. Здесь с этой информацией, в соответствии с поступившим кодом операции , вьтапн етс  одна из логических one раций, например И, ИЛИ, НЕ-И, НЕ-ИЛИ При этом код вьтолн емой операции поступает на операционные входы блока 1 с регистра 7. Вторым операндом вьшол- н емой операции  вл етс  результат предыдущей операции, хранимый в триггере
2. 2.Результат очередной операции, при поступлении на управл ющий вход блока 1 стробирующего импульса с генератора 3,вновь заноситс  в триггер 2 путем . Подачи импульса с соответствующего информационного выхода блока 1 на единичный или нулевой вход триггера. Так считываетс  и отрабатываетс  группа команд вычислени  булевой функц некоторого выхода. В последней команде этой программируетс  код операции установка состо ни . При получении такого код с регистра 7 и при поступлении стробиру ющего импульса с генератора 3 блок 1 выдает импульс на управл ющий выход, подключенный к управл ющим входам преобразователей 11. При этом вьгбран- ный вьссод устанавливаетс  в то состо ние , в котором находитс  триггер 2, то есть в состо ние, соответствующее вычисленному сечению булевой функции natffloro вьсхода. Аналогично управл ютс  остальные вььходы. После отработки последней команды программы вновь считываетс  и отрабатываетс  перва  команда, затем втора  н т.д. Циклы считывани  отработки всех команд программы повтор ютс  с достаточно высокой частотой (врем  цикла пор дка 1-2 мс). Перед первым циклом счетчик 8 устанавливаетс  в состо ние , поэтому в первом цикле формируютс  адреса входов-выходов в интервале 100-199, то есть осуществл етс  управление объектом Кч 1. После каждого цикла с выхода переполнени  счетчика 4 на вход счетчика 8 продаетс  импульс, в результате чего состо ние счетчика 8 увеличиваетс  на единицу. Во втором цикле при считывании тех же команд программы форми|-1уютс  адреса в интервале 2ОО-299, то есть осуществл етс  управление объектов № 2, в третьем цикле - объектом 3 и т.д. В 11-м цикле счетчик 8 вновь находитс  а состо нии I и вновь производитс  управление объектом № 1, в 12-м цикле - объектом N9 2 и т.д. Период повтсрени  всех команд управлени  дл  каждого из объектов составл ет таким образом, 10 циклов, то есть врем  пор дка 1О-20 мс. Это врем  сравнимо со временем срабатъгвани  реальных исПолнительнъ1х элементов, чем и объ с- работоспособность описанного устройства. Введение в устройство сравнительно простъгх и дешевых трех регистров, триггера и второго счетчика при управлении несколькими одинаковыми объектами, в общем случае работающими независимо, позвол ет существенно сокр)атить число сравнительно дорогих и сложнъгх блоков пам ти, то есть сократить оборудование , и снизить стоимость устройства, а также сократить число программ, а следовательно, сократить сроки и стоимость программировани , то есть упростить программ фование. Формула изобретени  Устройство /vm программного управени , содержащее вхо.игъш и выхо/щыо