Устройство для программного управления

Устройство для программного управления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

О. И. Семенков,В. Н. Заблоцкий, Э.П. Катнлас н Д. И. Карабань (71 ) Заявитель

Институт технической кибернетики AR Белорусской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАИЯЧОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматизации управления контурным перемещением рабочих органов автоматических устройств и предназначено для использования в системах программного управления группой объектов.

Известно устройство для программного управления, содержащее блоки вычислений, ввода программы к оперативной памяти, блоки распределения и блоки управления Я . Недостатком известного устройства является низкая нагрузочная способность.

Известно также устройство„ содер- >> жащее блок местного управления, блок ввода программы, оперативную память, исполнительиый:блок и вычислительный блок, причем первый и второй информационные входы вычислительного блока падКлюченЫ соответственио к выходу блока ввода программы и первому выходу оперативной памяти, информационный вход которой соединен с первым информационным выходом вычислительного блока, управляющий и адресный выходы которого соединены соответственно с первым ynpasneoщим входом исполнительного блока и первым адресным входом блока .местного управления, первый, второй, тре- тий и четвертый управляющие выходы которого подключены к управляющим входам соответственно вычислительного блока, блока ввода программы„ оперативной памяти н второму управляющему входу исполнительного блока, адресный выход блока местного управления подключен к адресному входу оперативной памяти, информационный вход блока программы соединен со входом устройства, выход которого соединен с выходом исполнительного блока (2).

Недостаток этого устройства состоит в том что приоритет управляемых объектов определяется только по их номерам беэ учета распределения запросов по номерам скоростей, что приводит к снижению нагрузочной способности устройства н производительности обслуживаемых Объектов .

Целью предлагаемого изобретения является увеличение нагрузочкой способности устройства.

С этой целью в предлагаемое уст- . ройство введены генератор дискретных частот и блок формирования запросов, причем первый и второй инфор-.

673985 мационные входы блока формирования запросов соединены соответственно со вторым информационным выходом вычислительного блока и вторым выходом оперативной памяти, пятый управляющий выход блока местного (управления подключен к управляюще- 5 му входу блока формирования запросов, запросный вход которого соединен с выходом генератора дискретных частот, выход блока Формирования запросов подключен ко второму адресному входу блока местного управления; кроме того, блок . Формирования запросов содержит формирователь адреса микрокоманд, коммутатор заявок, регистр заявок, регистр состояния объектов, дешифратор анализа скоростей, схему сравнения, регистр запросов, коммутатор запросов, регистр номеров скоростей, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы

И, причем выход формирователя адре са микрокоманд подключен к""выход".р блока формирования запросов, выход коммутатора заявок нодключей к первому входу Формирователя адреса мккрокоманд и информационным входам пер- 25 вого и второго элементов И, второй и третий входы формирователя адреса мккрокоманд соединены соответственно с выходом дешифратора анализа,скоростей и выходом схемы сравнения, 30 выход коммутатора запросов соединен с четвертым входом формирователя адреса микрокоманд, информационным входом третьего элемента И и первым входом схемы сравнения, второй вход 35 которой соединен с информационным входом коммутатора запросов и выходом регистра запросов, выход "первого элемента И подключен к первому нулевому входу регистра заявок и к ну- О левому входу регистра состояния объек-. тов, первый и второй единичные входы которого соединены соответственно с выходом второго и четвертого элементов И, информационный вхбд ко торого соединен с выходом регистра з аявок и первым входом коммутатора заявок, второй вход которого соеди"нен с выходом регистра состояния объектов и первым входом дещифрато1 а анализе скоростей, второй вход . которого соединен "c выходом регистра номеров скоростей и первым входом пятого элемента И, второй вход которого подключен к запросному входу флока формирования запросов, выход 55 третьего элемента И подключен к нулевому входу регистра запросов, единичный вход которого соединен с выходом пятого элемента И, вход регистра номеров скоростей соединен с первым информационным входом блока формирования запросов, второй информационный вход которого соедикек с единичным входом регистра эаквок, управляющий вход формирователя адреса мик- 65 рокоманд соединен с управляющим входом коммутатора заявок, вторым нулевым входом регистра заявок, управляющим входом первого, второго, третьего, четвертого элементов И, управляющим входом коммутатора запросов и с управляющим входом блока формирования запросов.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для программного управления;на фиг. 2 — блок-схема блока формирования запросов.

В .состав устройства входят блок

1 ввода программы, вычислительный блок 2, оперативная память 3, блок

4 местного управления, исполнительный блок 5, блок б формирования запросов, генератор 7 дискретных частот.

Влок 1 ввода программы служит для приема информации и передачи ее в вычислительный блок 2. Блок 1 может быть выполнен, например, на накопительных и логических элементах, согласно требуемому интерфейсу.

Вычислительный блок 2 предназ-. начен для преобразования вводимой информации и передачи ее в оперативную память 3 для выполнения операций интерполирования и осуществлейия при этом режимов разгона и торможения. В его состав входят узлы для выполнения арифметических и логических операций.

Оперативная память 3 хранит кадры информации для каждого управляемого объекта, данные промежуточных вычислений в ходе интерполирования и заявки объектов на обслуживание.

Для запоминания заявок отведены ячейки, число которых равно числу номеров скоростей, с которыми могут работать объекты. В каждой ячейке, отведЕнной для данного номера скорости, заявки объектов располагаются по разрядам в соответствии с номерами обьектов.

Блок 4 местного управления осуществляет функции централизованного управления работой устройства и имеет в своем составе логические схемы и устройство памяти для хранения микрокоманд, ко которым происходит формирование управляющих сигналов при выполйенки заданных алгоритмов.

Исполнительный блок 5 служит для передачи управляющих воздействий и команд на исполнительные механизмы объектов. Он выполнен на элементах, Формирующих стандартные сигналы для подключенных объектов.

Информационные входы вычислительного блока 2 подключены к выходам блока 1 ввода программы к оперативной памяти 3, а выходы вычислительного блока 2 подключены к информационным входам оперативной памяти 3, управляющему входу исполнительного блока 5 и адресному входу блока 4 местного управления, подключенного управляющими выходами к управляющим входам вычислительного блока, блока

l ввода программы, исполнительного блока 5 и к управляющему н адресному входам оперативной памяти 3.

Блок 6 формирования запросов организует очередность обслуживания объек- 5 тов при выполнении заявок, относящихся к различным номерам скоростей. В состав блока 6 формирования запросов, приведенного на фиг. 2, входят формирователь адреса микрокоманд 8, комму- )p татор заявок 9, регистр заявок 10, дешифратор анализа скоростей 11, регистр состояния объектов 12, коммутатор запросов 13, регистр запросов 14, схема сравнения 15, регистр номеров скоростей 16, первые-пятые элементы И 17-21.

Формирователь 8 адреса микрокоманд служит для формирования адреса, по которому из памяти блока 4 местного управления читаются микрокоманды,2О управляющие процессом вычисления и переключениями режимов работы блоков устройства. Выход этого узла связан с одним из адресных входов блока 4 местного управления, управляющий выход которого соединен с управляющим входом узла 8.

Коммутатор заявок 9 определяет очередность выполнения заявок, находящихся в подключенных к нему регистре заявок 10 и в регистре состояния объектов 12, исходя иэ номеров объектов. Выход коммутатора заявок 9 подключен к одному из входов формирователя адреса микрокоманд 8.

Коммутатор запросов 13 служит для формирования приоритета старшего по номеру запроса из числа тех, которые находятся в подключенном к нему регистре запросов 14, и передачи его 40 на вход формирователя адреса микро, команд 8.

Выходы коммутатора запросов 13 и регистра запросов 14 связаны с входами схемы сравнения 15, которая 45 следит за соответствием выбранного приоритета номеру запроса и подключена ко входу формирователя адреса микрокоманд 8.

Регистр номеров скоростей 16 хра- 50 нит номера скоростей, с которыми в данный момент работают управляемые объекты. Входы регистра номеров скоростей 16 связаны с информационным выходом вычислительного блока 2, а 55 выходы подключены ко входу дешифрато- ра анализа скоростей, связанному также с выходами регистра состояний. объектов 12.

Дещифратор eHализа скоростей 11 ц предназначен для отслеживания числа заявок, находящихся в регистре состояния объектов 12 и передачи на вход формирователя адреса микроко-. манд 8 номера той ступени скорости, .с которой производится, в случае

673985 необходимости, переход на более низкие ступени.

Выход первого элемента И 17, управляемого коммутатором заявок 9, .подключен к нулевым входам регистра состояния объектов 12 и регистра заявок 10, соединенного входами с информационным выходом оперативной памяти 3. Выходы второго элемента

18, управляемого коммутатором заявок 9, подключены к единичным входам регистра состояния объектов

12, другие единичные входы которого соединены с выходами четвертого элемента И 19, подключенного к выходам регистра заявок 10. Выходы третьего злемЕнта. И 20, управляемого коммутатором запросов 13, соединены с нулевыми входами регистра запросов 14, единичные входы которого подключены к выходу пятого элемента И 21, входы которого связаны с выходами регистра номеров скоростей 16 и с выходами генератора дискретных частот 7.

Управляющий вход коммутатора заявок 9, нулевые .входы регистра заявок 10, входы первого-четвертого элементов И 17-20 и управляющий вход коммутатора запросов 13 связа.ны с управляющим выходом блока 4 местного управления.

Генератор дискретных частот 7 предназначен для формированйя последовательностей импульсов разйых частот, число которых соответствует числу ступеней скорости, на которых работают управляемые объекты.

Устройство работает следующим образом.

Блок i ввода программы принимает информацию под управлением сигналов блока 4 местного управления и передает ее через вычислительный блок 2 в оперативную память 3. При этом производится распределение кадров информации по зонам памяти, отведенным для каждого управляемого. объекта. Блок 4 местного управления определяет окончание пересылки кадра и посылает в вычислительный блок 2 команду, по которой происходит формирование зажвки йа обслуживание данного объекта с минимальной для него скоростью. Эта заявка запоминается в соответотвующем номеру объекта разряде ячейки, отведенной в оперативной памяти 3 для данной ступени скорости, а по информационному входу блока 6 Формирования запросов в регистре номеров скоростей 16 устанавливается в единицу соответствующий разряд номера скорости по . команде вычислительного блока 2.

Выходы регистра номеров скоростей 16 через пятый элемент И 21 опрашнваются генератором дискретных частот 7. Если. разряд регистра номеров скоростей 16,который соответст,вует одному из выходов генератора

6739 дискретных частот 7, находится в еди= ничком состоянии, и на выходе генератора появляется опрашивающий импульс, то этот импульс проходит на один из единичных входов регистра запросов 14, устанавливая тем самым запрос на обслуживание объектов, работающих на данггой частоте.

Этот запрос становится в очередь, в которой приоритет запросов растет" с увеличением номера скорости.

По командам блока 4 местного уггравления коммутатор запросов 13 предоставляет приоритет старШему по йомеру запросу, а форИТрЬЪатель агнеса микрокоманд 8 формирует адрес, начиная с которого в блоке 4 местного управления записаны командй для управления абслужйванием объектов, у которых имеются заявки для рабаты на данной скорости.

Блок 4 местнага управления ука- . зывает по адресному входу оперативной памяти 3 на адрес ячейки, кото" †р отведена в оперативной памяти

3 для "данной Ступени "скорости. Со держимое этой ячейки читается па информационным входам в регистре . заявок 10, где заявки объектов ставятся в очередь соответственно на- . меРам объектов. Коммутатор заявок

9 предоставляет приоритет старшему по номерУ объекту, а формирователь адреса микрокоманд 8 Фсрми рует айрес, исходя из которого блок

4 местного управления организует доступ вычислительного блока 2 в зону памяти, где хранится кадр ин- 35 формации данного объекта.

Вычислительный блок 2 через исполнительный блок 5 выдает управляю" щее воздействие или вспамагатЕльную

- команду ца исполнительный м ханизм : 4О объекта и подготавливает следующее приращение или команду. При этом величина ступени пути, которую

Ф объект должен отработать с текущей, скоростью, сравнивается с величиной оставшегося перемещения по координате, конечная точка которой задается, в кадре Информация о вЕлигннах ступеней пути, по которым проходит набор и сброс скороати прИ"разгоне и замедлении, для.каждого объекта хранится в блоке 4 местйого упранлеггия. Есди СтуПЕнЬ текУщей скаРооти не отработана и анализ оставшегося ггути, заданного в кадре, не указыжает на необходимость перехода иа ре - >> жим замедления, то вычислительный блок 2 освобогкдается и подго авли» вается "к работе с кадром другого объекта ; Еслй отработка" ступени текущей скорости "закончена, а астав- 60 шийся путь позволят увелйчить сйа- рость отработки, то вычислительный блок 2 снймает заявку даниога объекта на обслуживание с прежней часто той и Формирует в другоК ячейке и я оперативной памяти 3 заявку абъек85

8 та на работу на более высокой ступени скорости. Если требуется перейти на режим замедления, то производится формирование заявки объекта на более низкую частоту отработки перемещений, При переходе объекта с одной ступени "скорости на другую проиэво,ггится анализ содержимого обеих ячеек, аснобаждаемой и занимаемой заявкой,данного объекта, на наличие зая вок других объектов, после чего Формируется команда, которая по числовому входу блока б Формирования запросов изменяет содержимое регистра Н йомерав скоростей.

После окончания обслуживания заявки объекта и освобождения вычислительного блока 2 блок 4 местного

"управления выдает на блок б формирования " запросов сигнал конец шага, который поступает на входы первого элемента И 17, управляемого коммутатором заявок 9, и сбрасывает в нуль соответствующий разряд регистра заявок 10. Затем из блока 4 местнога управления на коммутатор заявок

9 постуйает сигнал, по которому предоставляется приоритет следующему по номеру объекту.

Когда содержимое регистра заявок

10. станет равным нулю, т.е. обслуживание будет предоставлено всем объектам, работающим с данной частотой, коммутатор 9 эаянак через формирователь адреса микрокаманд 8 Сообщит об этом в блок 4 местного управления. Из блока 4 местного управлейия на третий элемент И 20, управляемый коммутаторам запросов

13„ поступит сигнал, который установит в нуль соответствующий разряд регистра запросов 14, после чего коммутатор запросов 13 предоставит

:приоритет следующему по номеру зап- росу на обслуживание заявок очередной ступени скорости.

Если в момент обслуживания заявок какого-либо номера скорости и регистр запросов 11 с генератора дискретных частот 7 поступит запрос более высокого приоритета, то на выхо-, де схемы сравнения 15 появится сигнал о несоответствии номера поступившего запроса в регистре запросов

14 приоритету,- сформированному коммутатором запросов 13. Этот сигнал через Фарми йватель адреса микро1. аманд 8 сообщает s блок 4 местного ,управления а необходимости перехода на обслуживание более высокого ноЙера скорости. Блок 4 местного управления ожидает окончания обслуживания .вычиолительного блока 2 очередной заявки предыдущей ступени скорости, после чего Формирует команду, по которой оатавшиеся заявки из регистра заявок 10 через четвертый элемент

И 19 переписываются в регистр состояния объектов 12. Эти заявки дешифрируются коммутатором заявок 9 как

673985

Положительный эффект заключается в увеличении нагруэочной способности, что достигается за счет учета распределения запросов ко номерам скоростей, фиксации момента насыщения системы диспетгеризации эая5 вок на обслуживание и использование возможности перевода заявок на более низкие частоты обслуживания путем определения требуемой ступени скорости rio известным параметрам, хранимым внутри устройства, Формула изобретения

1. Устройство для программного управления, содержащее блок местного управления, блок ввода программы, оперативную память, исполнительный блок н вычислительный блок, причем первый и второй информационные входы вычислительного блока подключены соответственно к выходу блока ввода программы и первому выходу оперативной памяти,информационный вход которой соединен с первым информационным выходом вычислительного блска, управляющий и адресный выходы которого соединены соответственно с первым управО ляющим входом исполнительного блока и йеивйй "адресным входом блока местного управления, первый, второй, третий и четвертый управляющие выходы которого подключены к управляющим входам соответственно вычис- лительного блока, блока ввода прог раммы, ойератйвной памяти и второму уйравляющему входу исполнительного блока, адресный выход блока местно го управления подключен к адресному входу оперативной памяти, информационный вход блока ввода программы соединен со входом устройства, выход которого соедийен с выходом исполнительного блока, о .т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения нагрузочной способности, .в устройство введейы генератор дискретных частот и блок формирования запросов, причем первый и второй информационные входы блока формирова ния запросов соединены соответственно со вторым информационным выходом вычислительного блока и вторым выходом.оперативной памяти, пятый управляющий выход блока местного управления подключен к управляющему входу блока формирования запросов, запросный вход которого соединен с выходом генератора дискретных частот, выход блока формирования запросов подключен ко второму адресному входу блока местного управления.

2. Устройство по п.l, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования запросов содержит форми9 находящиеся в режиме ожидания. По сигналам из блока 4 местного управления регистр заявок 10 очищается, а коммутатор запросов 13 формирует приоритет поступившего номера скорости, который через формирователь адреса микрокоманд 8 инициирует в блоке 4 местного управления команду управления чтением заявок новой ступени скорости из оперативной памяти 3 в регистр заявок 10. После этого производится обслуживание зая.вок.

Когда имеются заявки, находящиеся в режиме ожидания в регистре состояния объектов 12, то работа блока

6 формирования запросов протекает следующим образом. После чтеиия заявок очередной ступени скорости в регистре заявок 10 коммутатор 9 заявок сравнивает номера заявок в регистре заявок 10 и в регистре состояния объектов 12 ° Если имеются совпадающие номера, то приоритет предоставляется старшему из них.

После окончания обслуживания заявки сигнал из блока 4 местного управления через первый элемент И 17 сбрасывает соответствующие разряды в регистре заявок 10 и в регистре состояния объектов 12.

ДешиФратор анализа скоростей 11 : отслеживает число заявок, находящихся в ожидании в регистре состояниЯ объектов 12, и величину номеров в регистре номеров скоростей 16 и, при необходимости, организует переход на более йизкие ступени скорос 35 тей. При этом происходит формироВа иие адреса †ячей старшего HDMepa скорости, и содержимое этой ячейки по командам блока 4 местного управ.ления добавляется к содержимому соседней ячейки, соответствующей на единицу меньшему номеру скорости, a â регистре номеров скоростей

16 производится изменение номеров.

Затем дешифратор анализа скороСтей 11 анализирует новое распределение заявок.

Когда кадр, информации для данного объекта отработан, блок 4 местного управления выдает сигнал конец кадра, который через второй элемент 18, управляемый коммутатор заявок 9, устанавливает в единицу соответствующий разряд регистра .состояния объектов 12. Этот объект, тем самым, ставится в очередь на получение иэ блока 1 ввода программы следующего кадра. Результаты моделирования работы устройства на,ЭВМ при различных загрузках и распределениях объектов по быстро- 60 действию показали, что предлагаемое устройство допускает подключение объектов примерно вдвое большего, по сравнений с известным, быстродействия. 65

,рователь адреса микрокоманд, коммутатор заявок, регистр заявок, регистр состояния объектов, дешифратор анализа скоростей, схему сравнения, регистр запросов, коммутатор запросов, регистр номеров скоростей, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы И, причем выход формирователя адреса микрокоманд подключен к выходу блока формирования запросов, выход ксэмутатора заявок подключей к первому входу формирователя адреса микрокоманд и информационным входам первого и второго элементов И, второй и третий входы формирователя адреса микрокоманд соединены соответственно с выходом дешифратора анализа скоростей. и выходом схемы сравнения, выход коммутатора запросов соединен с четвертым входом формирователя. адреса микрокоманд, информационным входом третьего элемента И и "первыми входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с информационным входом коммутатора запросов и выходом регистра запросов, выход первого элемента И подключен к первОму ну левому входу регистра заявок и к нулевому входу регистра состояния объектов, первый и второй единичные входы которого соединенй соответственно с выходом второго и четвертого элементов И, информационный вход которого соединен с выходом

673985 12 регистра заявок и первым входом коммутатора а з а явок, второй вход кот срого соединен с выходом регистра состояния объектов и первы:: входом де- щифратора анализа скоростей, второй вход которого соединен с выходом

5 регистра номеров скоростей и первым входом Пятого элемента И, второй вход которого подключен к запросному входу блока формирования запросов, выход третьего элемента И подключен к нулевому входу регистра запросов, единичный вход которого соединен с выходом пятого элемента И, вход регистра номеров скоростей соединен с первым информационным входом блока формирования запросов, второй информационный вход koторого соединен с единичным входом регистра заявок, управляющий вход формирователя адреса микрокоманд соединен с управляющим входом коммутатора заявок, вторым нулевым входом регистра заявок, управляющим входом первого, второге, третьего, четвертого элементов И, управляющим входом коммутатора запросов

И С управляющим входом блока форми. рования запросов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертйзе

1. Авторское свидетельство СССР

30 N 386383, кл. Q 05 В 19/18, 1970 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 466492„ кл. G 05 В 19/18, 1974.

ЦНИИПИ Заказ 4073/43

Тираж 1014 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная.4