Программируемый контроллер

Программируемый контроллер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИН,. ЯО„„ 442976 (11 4 Г 05 В 19/18

ОЛЙ()АН 1Е ИЗОБР:-ТЕНЙЯ и A ВТОР(КОНУ СР:ИДЕТЕЛЬСТВУ г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 423626)! 24 -24 (22) 27.04.87 (46) 07.1 2,88, Вюл, 9 45 ! » (71 ) ВЯВОд хep."IoïII Io I. ав тома Ил!ель ницкого производственного объединения

"Прессмаш" (72) В,,А, Федорчук, В.С. фитькал„.

В.В. Куксов и В,А . Павлов (53;) 621 503.55(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1231488, кп. С 05 B 19/18, 1985.

Авторское свидетельство СССР

11! 1208536, кл, С 05 В 19/18, 1984. (54) ПРОГРАИМИРУЕЫ1Й КОНТРОЛЛЕР (57) Изобретение относится к автомаТИЧЕСКИМ ДИСКРЕТНЫМ Q ÏPßÂËßh":ÙÈÌ СИСтемам, в частности, может быть использовано для управления литьевыми машинами по переработке термопластичных материалов. Цель изобретения упрощение программируемого контроллера, повышение надежности и расширение его функцио11альных возможностей. Программируемый контроллер, содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик, блок постоянной памяти, блок оперативной памяти, дешифратор кода операции, входной блок, вы-ходной блок, дополнительно содержит в 1 opo11 Фш!1 "фра "op, пять элементов

Н вЂ” НЕ, Один злемепт 1НИ, комл1утатор каналов, блок сравнения, регистр, триггер.- Вся рабочая програмл1а делится иа управляющие слова (УС),coc тоящие из услов11О1. и исполнительной частей- II Выполняется только пОсле Hb1 полне ия условий условной части. Каждое

УС начинается с л!Икроинстр ч;-ции !Начало управля.;щего слова (НУС) .Триггер переводится в активное состояние каждый раз при чтении с блока постоянной памяти микроинструкции

НУС, а в пассивное состояние — при невыполнении хотя бы одного условия условной части УС. Если к момен- Я ту чтения с блока постоянной памяти микроинструкций исполнительной части V) триггер остается в активном состоянии, л1икроинструкции Выполняются В противном случае только читаются. УС могут быть увязаны в подпрограммы или отдельные программы с помощью промежуточных переменных, хранящихся в, блоке оперативной памяти. Данный Дь принцип обработки информации позво— ляет упростить программируемый конт- Я роллер. 5 ил.

1442976

Изобретение относится K антоматическим дискретным управляющим системам и может быть использовано длл управления промыл(?ленным оборудованием и механизмами„ в частности питьевыми 2(а((тинами и мянипул(лторя((тя,.

Целью изобретения янллется упрощение контроллера, повьппение надежности работы и расширение его (ili

ФУНК ЦИОНЯ(П(Ь НЬ(Х HO BM07((HO CTREE 3 Я CЧ Е Т одновременного незязисимого упря(3ленил произвольным числом обьектoH, hB фиг. i приведена функциональ.-ная схема программируемого контроллера; на фиг. 2 — функциональная схема Входного блока; на фиг. 3 функциональнал схема выходного бло-,.(Я., на фиг. 2(— нременн(,(е,т;ияграмт.:,ьт ря— боты программируемого кот?трот??тере; 20! на фиг. 5 — фрагмент программы ра-боты программируемого контроллера:

Программируемый контроллер cnqер-жит Ге не DB 70 р 1 тяктОВых имп уль cnD:.

2, блок 3 i?oc l 0H?(l- .Ой l! BI k."(l" I (П3 У ) и е !3В ьт?(де (?((я((13ра то р, 31??е- . "

2((-тт т!?Нт 5 эх?ементы ?-НГЬ ciI и 7,. второй де((!?(((3ратор 8, элемент И вЂ” ИЕ О . тт3иггер . О. элемент И-1!Е 11,. ?33(0(—.,ной 2 I(выход??ой i 3 блоки„кемь у т;?то(3 4 KB(ia JloH „блок 5 Опе,;Татипной памяти (ОЗУ), регистр 18, блок (7 013аннения, элемент и-не . 1 8, схеМу 19 гаЛЬнаНИЧЕСКой (3аЗБЛЗ?(И. ((7..-?.Ьт„??(ле?(со 3 20 э „.„,т. (10 г! п12!(тл?(1(1 Р т(т(т! . 1 элемент И -HHL, 22 „управлж((Щий вход 23 входного блока, управля(ащ?(й вход 2.(73ходного бло?(я, Ядре(ные вхоДы 25 ВХОДИО(-О бло?(а ., ВхОДы 26 Бход-" т 3 т ны?(сигналов прОГрямми!3уемОГО т он""

P0JTJT(=PB т УПРЯВЛЛЮЩИЙ ВЬТХОЦ (ЛИНИЛ,(27 входного блока, де?т(ифратор 28 ныхОДИОГО блОка, 13 триГгерь(29 ВыхоД ного блока, элемент 30 гальван?г- ..:"ской развязки выходного блока., гыход--.т1=IEbEQ кл(Очи 3 i выхОДНОГО блокB

Программируемый контроллер работает следующ?зм образом.

Генератор 1 вырабатывает последовательность импульсов тактовой частоты. Тактовь(е импульсы на перном и втором выходах генератора 1 сдвинуты относительно друг на друга (80 (тттт(е((-.Тп т;?2сы ня в ором зыходе ге(.е (33(тор;-.: KO (3o÷åíb((фиг, 2(), 0ч;-т.- -и(2 лнллетсл счетчиком адреса контроллера и представляет со3ай двоичный счетчик,, рязрлднь(е выхоДы КО (" 0(»ОГО Я НЛЛ(ОТСЯ ЯДРЕСНЪ(МИ НХО дами блока 3. Зазрядпость .. ?-етчика определяет Объем бло,à 3-.

ПО мере поступления тяктоных имттуЛЬСОН Ня СЧЕТЧИК 2 С гЕНpj,BТОра 1 т

2 (B -ТЛ< i С Л К 07 (? (3 СB k??OI(B т, (:т ("О

:30 ГО !(О г "цовя те3(ьн. c("?ты?3яютсл ко

:4ЯПДЫ ПРОГ (3ЯМ" lb . .ОМ iilды СОСТОЛТ ИЗ

-PC7(",;а г ТЕ??-; Oilет?а((„-(ОН((, и Bi i (3Å(.(Ой и т(?тфс рмя(„"иош-;ой.

Инфор(тят .тон(.;-яут а(яств комBн(*b(„н г (ою очс.редт.-, (осто-.-тт .Тз двух (IBc Tel. (= (3I3B(? пост; па -,. ПЯ т(-;:;.Оц Ой б.koK j 2 и

»ь(3(одтто?"; бл(.к ) 3. я TB((:((е (тя (тертньн(;.-КО?(к(;м .,!.--, О р,! ; т т-(,--?(ало-; В тс!pBя .ТЬ тто(Т", ()=тат . Я и О!30((Б (OB, К !(МУ

?ЯТО)7:. 1 i !(BI=. ?ЛО?3 ° 0(?b-: (. B(!(oiled:EBIE (яст» (О тя ттт(т ттаст- пяа (я дет(ифра(CP .!, K(":?n (3b;i;...f! i" C! B Ti:i . . "Г .ИГ(ТЯЛЬ(„„ ik (7(тм гт (-,-,-3,; (BI(El k; -kl(i - " в 0З т f ° (.?(т .! (т" - kk(Е 2(K Р па(- Ã:(т "B

?(, т-ный нхо, ?ьт .*=.;, (iно. о ?3т?от(Я ".. Зыби .; Я O!:РЕ (CЛ -..(—:: Т(Т- ВLIK="..Д т Лл,Ы(НОД;3 Ут?— (тая О!!!10 ? Е.,?ЕПН(т .Tj(110 рмяцпо : НЬ!й Вход

Ко "iT p0.т (ле ря: я такж = (тя Hхc,, Б T opnz 0 (-.;:;:.: е??. ((co!Oто я .-:Тз ((I;; являющих слов . .> I((3BH. lH ((1.:-е слово — 3 "o (?ЯбОр миерО тлпструкций,, - :- !(po:ò-,åé?Jåi. Случае упPB?3Ë7TMÏ(C Р С? ОНО CÎCТ Ои Г ИЗ УСЛОВНОИ И ттс?тОЛПИТЕ(?ЬНС Т. ; (IB(тай . - (-.ЛОВНЯЯ ЧЯ С ? Ь

,:?(ря?3ляю(((ЭГÎ с InHB огись нает jl м.;:.Kpoг, инструк(тилми Вьо??я т?нфор(та.пти?? с нход -.ОГО блока 12 н чтения инфогмации с бло"Ка 5, ИСП(ОЛ?3ИТЕЛЬНЕВ(ЧЯС" b "33?равляющЕ

ГС СЛОНЯ О?(?ТСЬТВЯЕТС(? IIT((30?B?TC Р„,т?(ЦИЯМИ

Hb i3o?IB HjIfj3ovbIBIJ(?тт В тзь?3(отт?(ОЙ 6J?OK 1 3 и

3 Яписью и((фОрмЯптт".?(т Б ОЗУ 1 5, ИСНОлни тель няя ч-.! с т?> 3п ?3янллюще ГО cJ?OH я:H blПОЛНЛСТСЯ ТОЛЬКО В TOI. СЛУЧЯЕ = ЕС,ЛИ

;;-:bI . 0ëíHIIB условная часть управляющего

С,Г(ОВ а.:! 442976

Каждое управляющее слово начинается с микроинструкции: "Начало управляющего слова" (ПУС) (фиг. 5).

N-e управляющее слово состоит из не—

5 скольких условных и исполнительных частей. В состав первой условной чаf1 lf сТН ВКОДЯт ми <рОинс трукции ВВОД и "Чтение 1". В состав второй услов-; ной части входят "Чтение 2", "Чте- 10 ние 3" и "Ввод 2". В состав первой исполнительной части входит микро IHСтруКцкя ВВЫВОд 1 . В СОСтаВ ВтсрОй исполнительной части — "Вывод 2", "Запись " H Çat! Hcv 2" . Первая Нс- 15 полнитепькая часть управлявшего слова выполняется только посл-". Выполнения и. pB0t.; усft»B:< !! -IÿсTH этогo управляющего 11!С В:-; -- только после 2П ч" выполнения перзой,"- второй услов1-3ых часте1.! /3!рл131!11ющe-I .. c: с па . (11 1 ) - е упраBляюшее стп3во ",-,c i О11 — Ол1 1<о «1з трех ми сроикструт:.И!111, Предположим,:;: О, pü 3,11ьтл е ска- 2-"

H11poBa1I!!я лдре-.о-: бло.<л -ocтояпной памяти В мОмe!1". Времени нa Вliутpetl"

НЮ10 ШИНУ КОНТРОЛГ!ЕРЛ В(:ПЗОДПТСЯ КОД микроинстpyl<:„ - !. НУ,, х alii!" ейся по адресу Ап, Тогда на выходе дешифра- ВG тора 8 формируе,ся сигнал логи.-еской единицы и такто -tIA импульс с генератора 1 чере- элемент И-!!Е 9 поступает ка Б-вход триггера 10. Триггер

10 устанлвл13вле-.ся н активное сос— тояние, а с его выхода снимается сигнал логической единицы, поступающей на третий вход элемента И-НЕ 6 и третий вход элемента И-НЕ 7,.

В момент времени t fI+!,ia внутрек- 40 нюю шину контроллера выводится микроинструкция "Ввод !",. Допустим, -.то эта микроинструкция описывает операцию прямого тестирования i-го входа блока !

2. Результат опроса i-го входа по- 45 ступает по управляющей линии 27 на третий вход элемента И-HE 11. Если на момент выполнения микроинструкции

"Ввод 1" íà i-м входе присутствует входной сигнал (т.е. состояние те- Во стируемого входа совпадает с состоянием, запрашиваемым инструкцией

"Ввод 1"), на линии 27 устанавливается сигнал логического нуля и состояние триггера 10 не изменяется.

Элемент ИСКЛЮЧА!пЩЕГ ИЛИ 21 входного блока 12 предназначен для реализации двух видов тестирования входного сигнала (прямое тестирование

Входа или TecTttpoBaittte ei o дополне-ния) . Вид тестировс111ия устлклвл11 вается сигналом, поступающим на управляющий Вход 24 входного блока !2.

В момент времени t нл внутрен— п 3-2 нюю шину контроллера выводится микроинструкция "Чтение 1". Выполнение микроикструкций "Чтение" происходит .следующим образом. Содержимое ячейки блока 15 оперативной памяти с адресом, указанным в адресной части микроипструкции, помещается в регистр 16.

Одновременно содержимое этоЙ же ячейки поступает на первьп1 Вход блока 17 сравнения. Нл второй вход блока !7 сравнения гаступлет содержимое ип113ар«1лц!!О1!НО!1 чл "TII Выполняемo! 1

18 устлклв II!3aeòcÿ сигнал логпческого нул1, поступающий на трет.--;,1 вход элеме! .та !1-! E 1!, Ie!i: злп!3ещлетcit пере!<л.счсн11e Tpifpl epa 0, по В.-в. оду

Так!дм Об разо«1, тр11z 1-ер 0 по Б-В хо д может б ITB;стлнОВлен В л ",т! IB!toe состо,:1к!.е прп Выводе на вкутреп11юю ши1<у 01

НУС л в пассивное состояние. — .о

R входу при не13ьк ° олнении " слов!1я, описываемого «1пкроинструкция«111 уcловной части. Б примере обе микроинструкции условной части управляющего слова выполнены,и, следовательно, -ðèã,ã"åð 0 остается В лкТНВНоМ состоянии, разрешая дальнейшее Выполнение исполнительной части, Поэтому В момент времени t +

M HI< p o I Ei c T p yк Ци я ВыВод 1 В ып О л11 Яч ll ется, D-триггер 29 выходного блока

13, выбираемый адресной частью мпк— роинструкции "Вывод 1", устанлB.ffH— вается в состояние, которое определяется управляюш11М сигналом, поступающим в выходной блок 13 по входу

32. Этот сигнал относится к информационной части микроикструкции. Выполкекие микроинструкций "Чтение 2", "Чтение 3" и "Ввод 2" в последующие моменты времени акллогично. Допустим, что микроинструкция "Ввод ?" Не выполняется, тогда в этом такте триггер 10 установлен в пассивное состояние, а на третьих входах элементов И-HE 6 и 7 появляется сигнал логического нуля, и выполнение микроинструкций "Запись" и "Вывод" при чтении текущего управляющего слова. запрещается, хотя при сканировлни;;

144?976 адресов блока 3 они и выводятся на внутреннюю шину контроллера.

При выводе на внутреннюю шину конт роллера микроинструкции НУС первый дешифратор 4 блокируется сигналом с выхода дешифратора 8 и на управляющих выходах дешифратора 4 сигналы не формируются.

Блок 15 оперативной памяти пред- 10 назначен для хранения промежуточных результатов решения логических уравнений, с помощью которых происходит увязка отдельных управляющих слов в подпрограммы и отдельные независимые 16 программы.

В блоке 15 Kóe хранятся уставки ехнологических параметров рабочего цикла контроллера и текущая информация в программно реализуемых счет ы. — 20 ках и таймерах.

Для этой цели используется возможность изменения регистра 1б на +1 с -,o мощью управляющих выходов Зб и 37 выг:.одного блока 13.

Б зависимости от режимов работы коммутатора 14 информацией для записи в блок 15 может служить содержи,е реги-тров 1б или содержимое информационной части выполняемой микро- Зб инструкции

Количество и длина управляющих слов, расположенных в ПЗУ 3, зависят от объема памяти и от сложности алгоритмов работы объектов управления и в общем случае могут быть произвопь t.ièìè „

Изложенный принцип обработки информации и организация команд программы позволяют существенно сокра . тить аппаратурные затраты и необходимый объем памяти постоянного запоминающего устройства, обеспечить мно".onðoãðàìèíûé режим работы без дополнительнык аппаратурных затрат, причем выполнение программы может происходить в любой заданной оператором последовательности одновременно, что обеспечивает управление несколькими независимо работающими БО производственными механизмами, оборудованием. формулаизобретения

Программируемый контроллер, со- 55 держащий генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, информационные выходы которого подключены к адресным входам блока постоянной памяти, выходы кода адреса которого соединены с адресными входами входного блока, выходного блока и блока оперативной памяти, а также первый дешифратор, блок сравнения„ элемент

ИЛИ и RS-триггер, о т л и ч а ю шийся тем, что. с целью упрощения контроллера, повышения надежности работы и расширения функциональпых возможностей за счет одновременного независимого управления произвольным числом объектов, в него введены коммутатор каналов, второй дешифратор, таять элементов И-HE и регистр, выход которого соединен с nåðвым входом коммутатора каналов, первый и второй входы регистра соединены

"оответственно с первым и вторым выходами выходного б.пока, а. третий вход — с первым входом первого эле ;.нта И-1- Е, с первьг входом элемента Ч11И и с первым выходом первого дсшифратора„ в-.орой выход которого подключен к второму входу элемента

ИЧИ и к второму входу входного блока, трет.Ж выход первого дешифр".òoðà соединен с периьгм входом второго элемента И-НЕ, етиевтьй выход — с первым входом третьего «inexenva Л-НЕ, второй Bxog Jco TO i30I о oоедипен рым входом второго элемента И-НЕ,, с первыми входами четвертого и пятого элементов И-НЕ и с первым выходом генератора тактовых импульсов, второй выход которого подктвочен к информационному входу счетчика. импульсов, -..peòèé вход второго элемента И-НЕ соединен с третьим входом третьего элемента И-НЕ и с выходом RS-триггера, S-вход которого соедчнен с выходом четвертого элемента И-НЕ, Rвход — с выходом пятого элемента ИНЕ, второи вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, третий вход— к выходу первого элемента И-НЕ и к выходу входного блока, выход третье"o элемента И-НЕ соединен с вторым входом выходного блока, выход второго элемента И-НЕ соединен с вторым входом блока оперативной памяти, третий вход — с выходом коммутатора каналов и с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока оперативной памяти и к четвертому вхоцу регистра, выход блока сравнения соединен с вторым входом первого элемента И.-НЕ, второй вход коммута7 (442976 8 тора каналов подключен к второму вы- рым входом четвертого элемента И-НЕ ходу блока лостоянной памяти, тре- и с выходом второго дешифратора, тий вход — к третьему выходу блока вход которого подключен к выходам постоянной памяти, к третьему входу 5 кода адреса блока поСтоянной памяти, выходного блока и к второму входу вход программируемого контроллера входного блока, четвертый выход бло подключен к четвертому входу входка постоянной памяти подключен к ного блока, а выход — к четвертому первому входу первого дешифратора выходу выходного блока. второй вход которого соединен с вто- g

) ц )g)

1 (Г

:4

1 — 1» -- —, с Яб

1 ) (Ф

Л

j 1

--; 1 с,:.»-":- ..::

Ы (1 » = и, 1

1 3

» pl II ! . .. :

= — — -== а

» (Я й

1 ю " (— - + ы

II

L L

1 (" 1

Ф .)

Р (J, 1 4 29i б

fQ.ЯНАЕВ 8Q f78pE6Ж

/ироде eeyepamppu 1 о

Сцена т 6тарои

ВЫХОВР РЯ46 аЖОра 1

Сигнал еи Кмх Ь дВШсЩ Я ПО Ф

Сигнал уа Riposte элеиен юа И-Н б

1412976

"1 д,О!«6

«« r7 !ф.,!«Ц :=: «8ЛЙ «««" ЯР-) яа;:Д «««фф,«««- д, 1

Д 3«1 -,, «««. т

) 31,-f .« .,«!".,««г (- -: . « 7,- „.;... «"« о« «

Ч « д ««:,..«

« I! «

Составителв Л, П1нец

Редактор О. 10рконецкая алеко«зв I).Ñåïö"ñêàHà корректор «J Шярогви

Заказ 6384/45 Т -рак 366 Поцци«свое

В11ИИП1 Государственного комитета СССР по делам изсоре" епий и открытий

11303S, Москва, Ж-3-:,, Раунскав иаб.« д. /5

Производственно-:.олиграфическое аредврл ти-,,г ..,«>кгород, ул, 1рг« =кт:- аг««

1:

«, .« Р"*

;«

ji