Устройство для дистанционного программного управления электроприводными механизмами

Устройство для дистанционного программного управления электроприводными механизмами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (}9l (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHCIMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3487493/18-24 (22) 07.09 82 (46) 07.02.84. Бюл. Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) Б.Г,Терехин (71) Государственный всесоюзный научно-исследовательский институт строительных материалов и конструкций им.П.П.Будникова (53} 621.398(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 395886, кл. G 08 С 19/06, 1969 °

2, Авторское свидетельство СССР

Р 773672, кл. а 05 В 19/08;

0 08 С 19/16, 19 /9 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРИВОДНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ, содержащее генератор импульсов, соединенный выходом с первыми входами элемента И и элемента ИЛИ-НЕ, входной блок, подключенный к информационной шине, блок оперативной памяти, выходной блок задания программы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства и сокращения количества информационных шин, в него введены блок управления выходным блоком и последовательно соединенные вычислительный блок, управляемый инвертор и блок управления оперативной памятью, первый выход которого соединен с первым входом блока оперативной памяти, подключенного вторым входом к выходу вычислительного блока и к .первому входу выходного блока, а. выходом через информационную шину к входу вычислительного блока, выход управляемого инвертора соединен с первым входом блаха управления выходным блоком и со вторым входом элемента И, выход которого соединен со вторьм входом элемента

З(Я) G 05 В 19/08 G 08 С 19/16

ИЛИ-НЕ и с первыми входами элементов считывания, подключенных вторыми входами к выходам соответствующих элементов записи, а выходами к соответствующим входам блока задания программы, второй вход которого через элемент задержки соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами элементов записи, вторые входы которых соединены с соответствукв(ими контактами управлякщих команд от блока задания программе(, выход блока управления выходным блоком подключен ко второму входу выходного блока. е

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычислительный блок содержит элемент ИЛИ, дешифратор, первый элемент совпадения и последовательно соединенные 2 элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, триггер записи, элемент И и элемент совпадения, выход которого соединен с выходом блока, выход элемента

ИСКЛЮЧАОЦЕЕ ИЛИ соединен со вторым входом элемента И и через элемент

ИЛИ с первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу дешифратора, а выход — к выходу блока, второй вход второго элемента совпадения соединен со вторым выходом дешифратора, вход которого, а также второй вход триггера записи и элемента

ИСКЛЮЧА(((ЦЕЕ ИЛИ соединены с соответствующими контактами управляющих команд блока задания программ.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления выходным блоком и блок управления оперативной памятью содержат элемент И, соединенный выходом с

1071999 первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, выход которого соединен с выходом блока, вторые входы элемента И

Изобретение относится к сйстемам автЬматики и может быть использовано в автоматизированных системах управления, например конвейерными линиями, машинами, поточно-транс- 5 портными системами и т.д.

Известны устройства для управления приводными механизмами, состоящие из логических элементов и

tIIHH f 33 в 1О

Недостатком указанных устройств является громоздкость, низкая надеж. ность и функциональная ограниченность.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее входной блок, две информаци онные шины, инверторы, элементы И и ИЛИ, блок оперативной памяти с записывающими и считывающими элементами, имеющими обратную связь с информационными шинами, генератор импульсов, программный и выходной блоки Q) .

I 25

Недостатком известного устройства является относительно низкое быстродействие и функциональная ограничен-. ность из-за невозможности изменить программу управления в зависимости, например от результата вычисления той или иной промежуточной функции.

Такая необходимость возникает, an-первых, при вычислениях логических функций за меньшее количество

Тактов, чем при обычном, применяе- З5 мом в известном устройстве способе, а во-вторых, в случае реализации алгоритма управления, предусматривающего выбой той или иной программы управления электроприводными 40 механизмами в зависимости от результатов промежуточных вычислений.

Кроме того, известное устройство обладает относительной конструктив-.. ной сложностью при параллельной пере- 45 даче данных через информационные шины на инвертирующие элементы иэ«за большого количества шин и необходимости иметь для каждой шины

Явой выходной блок и блок оперативной памяти, так как заранее неизвестно сколько раз в процессе отработки програюаю надо будет обращаться к одним и тем же входным данным или данным, хранящимся в оперативной памяти. и ИЛИ подключены к соответствующим контактам управляющих команд блока задания программ, Целью изобретения является повышение быстродействия и сокращение числа информационных шин.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для дистанционного программного управления электроприводными механизмами, содержащее генератор импульсов, соединенный выходом с первыми входами элемента И и элемента ИЛИ-НЕ, входной блок, подключенный к информационной шине, блок оперативной памяти, выходной блок, блок задания программы, введены блок управления выходным блоком и последовательно соединенные вычислительный блок, управляемый инвертор и блок управления оперативной памятью, первый выход которого соединен с первым входом блока оперативt. ной памяти, подключенного вторым входом к выходу вычислительного блока и к первому входу выходного блока, а выходом через информационную шину— к входу вычислительного блока, выход управляемого инвертора соединен с первым выходом блока управления выходным блоков и со вторым входом элемента И, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и с первыми входами элементов считывания, подключенных вторыми входами к выходам соответствующих элементов записи, а выходами — к соответствующи ; входам блока задания программы, второй вход которого через элемент задержки соединен с выходом генератора импульсов, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами элементов записи, вторые входы которых соединены с соответствующими контактами управляющих команд от блока задания программы, выход блока управления выходным блоком подключен ко второму входу выходного блока.

Вычислительный блок содержит элемент ИЛИ, дешифратор, первый элемент совпадения и последовательно соединенные элемент ИСКЛЮЧАКЩЕЕ

ИЛИ, триггер записи, элемент И и элемент совпадения, выход которого соединен с выходом блока, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен со вторым входом элемента И и через элемент ИЛИ - с первым входом первого элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу

1071999 дешифратора, а ныход - к выходу блока, второй вход .второго элемента совпадения соединен со вторым выходом дешифратора, вход которого, а также второй вход триггера записи и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с соответствующими контактами управляющих команд блока задания программ ..

Блок управления выходным блоком и блок управления оперативной па- 10 мятью содержат элемент И, соединенный ныходом с первым нходом элемента

ИСКЛЮЧАОХЦЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с выходом блока, вторые входы элемента И и ИЛИ подключены к 15 соответствующим контактам управляющих команд блока задания программ.

На чертеже представлена функциональная схема устройства дистанционного программного управления 20 электроприводными механизмами.

Устройство состоит из входного блока 1, содержащего дешифратор 2, соединенного с элементами 3 совпадения, выходы которых подключены к информационной шине 4, соединенной с выходом вычислительного блока 5, состоящего из элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 6, управляемого триггера 7,записи, элементов И 8 и ИЛИ 9, элементоа 10 совпадения и дешифратора 11. Выход блока 5 связан с выходным блоком 12, управляемым инвертором 13, и с блоком 14 оперативной памяти, содержащим дешифратор 15, элементы записи 16 и считывания 17.

Выход иннертора 13 соединен с модулем 18 управления блоком оперативной памяти, состоящим из элементов И 19 и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, с блоком 21 40 управления нЫходным блоком, содержащим элементы И 22 и ИЛИ 23, а также с модулем 24 управления программным блоком, содержащим элементы

И 25 и ИЛИ-НЕ 26, ячейки записи 27 и считывания 28, выходы последних связаны с программным блоком 29, содержащим командные шины С - См, элементы НЕ 30, горизонтальные шины 31, вертикальные шины 32, 50 диоды 33, резисторы 34, дешифратор

35, клемму 36 питания, счетные триггеры 37. Синхронизирует работу устройства генератор 38 импульсов, связанный с элементом 39 задержки.

Все блоки, кроме входного, а также все модули обведены пунктиром.

К клемме 36 подключается источник напряжения, питающий устройство. 60

Элемент НЕ 30 служит для инвертирозания логического нуля, поступающего на горизонтальные шины 31.с выхода дешифратора 35, через вертикальные шины 32 и диоды 33. 65

Выходной блок 12 состоит из стандартных ячеек памяти и соответствующих усилителей (на чертеже не показаны), передающих логические. сигналы иэ ячеек памяти на электроприводные механизмы (на чертеже не показаны).

По командам блока 21 блок 12 напоминает, усиливает и передает на электропринодные механизмы логические сигналы, Запись в блок 14 и триггер записи

7 осуществляется по заднему фронту импульса.

Счетные триггеры 37 изменяют свое состояние по переднему фронту испульса, поступающего на их счетные входы. На сигналы на входах а, а, а поступают дискретные-сигналы с датчиков (на чертеже не показаны).

При подаче на входы дешифратора сигналов "10", "11", "01" соответственно на верхнем, среднем и нижнем выходах дешифратора появляются логические единицы.

Если на выходе дешифратора 11 имеется логический сигнал "1", то на правом выходе дешифратора появляется логическая единица, а если на его входе имеется "0", ж на левом входе дешифратора появляется "1".

При поступлении "1" на вход дешифратора 15 активизируется его верхний выход, при поступлении "0" активизируется его нижний выход.

При изменении состояния счетных триггеров 37 от поступакщих на их счетные входы импульсов иа выходах дешифратора 35 произойдет перемешение логического "U" поочередно сверху вниз.

Если значение команды С равно

"0", то на выходе элемента 6 имеется тот же логический сигнал, что и на шине 4. Если значение команды С равно "01", то на выходе элемента 6 появляется инверсный по сравнению с сигналом на шине 4 сигнал.

Запись в триггер 7 производится по команде С».

Дешифратор 11 и элементы 10 позволяют подавать на выход вычислительного блока 5 значения выходных элементов 8 H 9 в зависимости от значений команды Су . На одном такте блок 5 может вычислить одну из следуницих логинеских функций:

A, Ag, 34, Aq, A, A.I, А< А, A, +A Р

A +Aq ° 3u +А» r Ae +At ф где А, м A — сигналы на входах 5, Xq - инверсия A

В качестве управляемого инвертора

13 можно взять стандартные двухвходо вые элементы, "Сумма по модулю два" или ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

1071999 как она равна "0". В этом случае под действием команды С на выходе управляемого иннертора 13 появится логическая "1" и на выходе элемента 20 появится нулевой сигнал, так как

Сь = "1". При этом уже на втором такте произойдет- запись результата вычисления функции а„ а2 а н нижний элемент 16 записи. Поэтому третий и четвертый такты можно опустить и перейти сразу к пятому такту, Когда на втором такте генератор

38 импульсов выдает логический "0", То на выходе элемента 25 установится логическая "1" и произойдет за.пись значений C — С6 в ячейки 27 записи. При этом значения С вЂ” C соответствуют тому состоянию счетных триггеров 37, которое поянляется у них на пятом такте работы устройства, Далее, когда генератор 38 выдает логическую "1", за счет команды С, и единичного сигнала на выходе инвертора 13 происходит считывание значений C — С„ из ячеек 27 записи при помощи ячеек 28 считывания, на общие входы которых поступает разрешающий сигнал с выхода элемента 25. При этом триггер 37 устанавливается в положение, соответствующее пятому такту работы устройства, т.е. третий и четвертый такты опускаются. Таким образом, на вычисление функции а, а . а понадобилось всего дна такта вместо четырех. Элемент 39 задержки служит для задержки сигнала, поступающего с генератора Э 8, на время переходных процессов в счетных триггерах 37, связанных с переходом этих триггеров из одного состояния н другое под действием командиых сигналон, поступающих с элементов 28 считын ания блока 24. !

Вернемся к четвертому такту работы устройства. Допустим, что значение вычисленной на четвертом такте функции а„. а а равно "1*, тогда нычислять значение всей функции а„а, а + а не имеет смысла, так как оно будет равно "1". В этом случае, учитывая, что С = О, на выходе упран-. ляемого иннертора 13 установится логическая "1", которая пос-.:упи — на первый вход элемента И 22. На второй вход этого элемента подана единичная

)команда С . При этом на выходе элемента 22 появится "1", поступающая на вход элемента 23, и на его выходе появится сигнал логической

"1", разрешающей запись результата вычисления функции а, -а -а и одновременно функции а а., а + а н выходной блок 12. На этом же четвертом такте команды Сп — C

Принцип дейстния предлагаемого устройства на примере работы электро привода механизма в зависимости от результатов вычисления функции а,. а аз + а будет следующим.

На первом такте активизируется первая (верхняя) шина 31 программного блока 29, и нулевые сигналы через соответствующие диоды 33 поступят на, элементы НЕ 30 ° На командных шинах

С1:и С„ появяжся единичные сигналы, которые обеспечат подачу входного сигнала .а на шину 4 и запись значения а в триггер 7. На втором такте активизируется вторая шина 31, н появятся команды („ -C+, Гд, С ... 15

С . Под действием команд С, и С произойдет передача значения сигнала а, на вход блока 5, где по команде

Сз элемент 6 иннертирует а . Команда С позволит получить на выходе блока 5 результат вычисления а, а . Ь

Если этот результат равен "1", то под действием команды С,ь он запишется и верхний элемент записи 16 блока оперативной памяти 14.

На входах элемента 13 имеются две логические "1", одна из которых поступает с выхода блока 5, а вторая — с командной шины С4 . Поэтому на выходе элемента 13 имеется ЗО логический "0" и дальнейшее вычисление функции а, ° а,-а, будет продолжаться н описанйой далее последовательности. На третьем такте актинизируется третья шина 31 и под действием команд С, — С произойдет запись значения а в триггер 7. На четвертом также активизируется четвертая шина 31 и по командам С и

C+ произойдет передача результата вычислений функции а,.а из верхнего элемента 16 памяти за счет элемента 17 считывания на вход элемента 6 блока 5 и вычисление функции а ° а ° а, . Если результат вычисления равен "0", он запишется в нижний 45 элемент 16 записи, так как на входе элемента 40 присутствует ".0" (Св =

"0" и С9 = "0"). На пятом такте активизируется пятая шина 31 и по командам С и С произрйдет запись 5Q значения аз н триггер 7. На шестом таите активизируется шестая шина 31 и по коменде С1 произойдет считывание значений а„а а из нижнего элемента 16 записй, и так как 55

С = "0", на выходе блока 5 появится результат вычисления функции а1 ° а к

-a> + а, который по команде Св через элемент 23 подается на выходной блок 12.

Теперь вернемся к нторому такту.

Допустим, что на втором такте результат вычисления функции ал* а, равен

"0", тогла дальнейшее вычисление функции а - а й, не имеет смыспа, так 65

1071999 логического "0". В начале следующего такта, когда на выходе генератора 38 появится логическая "1", произойдет считывание из ячеек 27 команд С,вС ц, и под действием этих команд произойдет установка счетных тригге ров 37 в нулевое состояние. При этом процесс вычиф ения начнется вновь, т.е. активизируется первая шина 32.

Таким образом, на вычисление 30 функции ag- a> а + а„ понадобилось четыре такта вместо шести.

Как видно из приведенного примера, повышается быстродействие предлагаемого устройства за счет сокра- 35 щеиия числа тактов при вычислении логических последовательных и параллельных функций в.случаях получения логического нуля при промежу. точном вычислении последовательной 2п функции и в случае получения логической единицы при промежуточных вычислениях параллельной функции.

Одновременно расширяются функциональные возможности устройства за счет изменения програмьж управления в зависимости от значений промежуточных вычислениЯ и сокращается количество информационных шин.

Повьиаение быстродействия устройства по сравнению с базовыми уменьшает время запаздывания между моментом приема сигналов с датчиков и моментом выдачи управляеьаис команд на электроприводные механизмы, что увеличивает точность поддержания технологических режимов, а значит ведет к повышению качества выпускаемой продукции И экономии материала, например, на технологических линиях по производству гипсокартонных лис тов, дтделочных конвейерных линиях и т.д. в промьыленности строительных материалов.

Возможность менять программу управлений в зависимости от результатов промежуточных вычислений позволяет оптимизировать технологический процесс, например при распределении материалов по потребителям, перепуске пара между автоклавами, что приводит к экономии пара и мате риалов.

1071999

Редактор И. Егорова ТехредЛ.Пилипенк

Заказ 123/39 Тираж 842

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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