устройство для программного управления производственными процессами от эвм

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМИ ПРОЦЕССАМИ ОТ ЭВМ , состоящее из модуля ввода-вывода, котоpый содеpжит блок ввода, входы котоpого являются инфоpмационными входами модуля ввода-вывода, а выходы - инфоpмационными выходами модуля ввода-вывода, являющимися инфоpмационными выходами устpойства и блок вывода, выводы котоpого являются адpесными и упpавляющими выходами модуля ввода-вывода, а входы - адpесными и упpавляющими входами устpойства, отличающееся тем, что в него введены блок дешифpации, блок упpавления и блок памяти состояния объекта, состоящий из последовательно соединенных многоканальных ноpмализатоpа с оптогальванической pазвязкой и счетчика-накопителя, гpуппа инфоpмационных входов многоканального ноpмализатоpа с оптогальванической pазвязкой соединена с инфоpмационными входами блока памяти состояния объекта и является гpуппой инфоpмационных входов устpойства для подключения выходов соответствующих упpавляемых объектов, а гpуппа инфоpмационных выходов счетчика-накопителя блока памяти состояния объекта соединена с гpуппой инфоpмационных входов блока дешифpации, содеpжащего узел селекции на вpемени состоящий из последовательно соединенных многоканального шестнадцатиpазpядного селектоpа и 16-канального ноpмализатоpа с оптогальванической pазвязкой, гpуппа инфоpмационных входов котоpого является гpуппой инфоpмационных выходов узла селекции, гpуппой инфоpмационных выходов блока дешифpации и подключена к гpуппе инфоpмационных входов модуля ввода-вывода гpуппа инфоpмационных входов многоканального шестнадцатиpазpядного селектоpа является гpуппой инфоpмационных входов узла селекции и соединена с пеpвой гpуппой инфоpмационных входов блока дешифpации, гpуппа адpесных входов является гpуппой адpесных входов узла селекции, а инфоpмационные выходы подключены к элементу индикации узла селекции, а также узел дешифpации, состоящий из последовательно соединенных многоканального ноpмализатоpа с оптогальванической pазвязкой, гpуппы адpесных и упpавляющих входов котоpого подключены к гpуппе адpесных и упpавляющих входов блока дешифpации соответственно и соединены с гpуппами адpесных и упpавляющих выходов модуля ввода-вывода соответственно, и дешифpатоpа, гpуппа выходов котоpого является гpуппой адpесных выходов узла дешифpации и подключена к гpуппе адpесных входов узла селекции по вpемени и к гpуппе адpесных выходов блока дешифpации, гpуппа упpавляющих выходов котоpого подключена к гpуппе упpавляющих выходов узла дешифpации, в свою очеpедь гpуппы адpесных и упpавляющих выходов блока дешифpации подключены к гpуппам адpесных и упpавляющих входов блока упpавления и к гpуппам адpесных и упpавляющих входов многоканального фоpмиpователя, входящего в состав блока упpавления, гpуппа адpесных выходов многоканального фоpмиpователя соединена с гpуппой адpесных выходов блока упpавления и с гpуппой адpесных входов блока памяти, котоpая соединена с гpуппой адpесных входов многоканального счетчика-накопителя, а гpуппа упpавляющих выходов многоканального фоpмиpователя чеpез многоканальный ноpмализатоp с оптогальванической pазвязкой, входящей в состав блока упpавления, соединена с гpуппой упpавляющих выходов блока упpавления, являющейся гpуппой упpавляющих выходов устpойства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вычислительной технике.

Из известных устройств управления производственными процессами близким по функциональным возможностям к изобретению является устройство вывода дискретных сигналов, содержащее последовательно соединенные серийно выпускаемые бесконтактный модуль кодового управления - МКУБ (А641-93. 035.049), состоящий из узла управления и последовательно соединенных триггерного регистра и шестнадцати выходных бесконтактных ключей, коммутатор релейных сигналов (А641-15 2.148.010) и управляемые объекты с управляющими сигналами постоянного тока 2А напряжением 30В и 0,3А напряжением 300В и переменного тока 0,2А напряжением 115В [1] . Управляющие воздействия в виде 16-разрядного кода с вычислительного комплекса поступают на вход МКУБ, а с его выхода по шестнадцати каналам управления на вход коммутатора, к 128 релейным выходам которого подключены исполнительные механизмы управляемых объектов.

В рассматриваемом устройстве вывода дискретных сигналов отсутствует возможность контроля за производственными процессами с помощью ЭВМ, надежность работы в заводских условиях элементной базы коммутатора релейных сигналов недостаточна, низкое быстродействие.

Из известных устройств управления производственными процессами наиболее близким по функциональным возможностям к заявленному устройству является устройство для программного управления производственными процессами от ЭВМ [2] . В его состав входят блок кодового управления, блок адреса, блок ввода, первый коммутатор, втоpой коммутатор, управляемые объекты. Код адреса для выбора управляемого объекта в виде 16-разрядного кода с ЭВМ поступает на вход блока адреса, с выхода которого поступает на 16 n управляющих входов первого и второго коммутаторов, тем самым подключая управляемые объекты через первый и второй коммутаторы к шестнадцати входам блока ввода и к шестнадцати выходам блока кодового управления.

По результатам обработки информации, поступившей в ЭВМ через второй коммутатор и блок ввода, выдаются управляющие воздействия, которые через блок кодового управления и первый коммутатор передаются на управляемые объекты. Управляемые объекты должны управляться сигналами постоянного тока до 200 мА напряжением до 48 В и выдавать информацию от двухпозиционных релейных и бесконтактных датчиков с уровнем "Лог. О" 0-4,8 В и "Лог. 1" 19,2-28,8 В.

Основными недостатками устройства являются отсутствие возможности накопления дискретной информации по каждому из выбранных каналов и считывание суммарной информации в любое заданное время и в любой последовательности.

Заявляемое техническое решение создано для расширения области его применения за счет автоматизации учета дискретной числоимпульсной информации.

Для этого в устройство для программного управления производственными процессами от ЭВМ, состоящее из модуля ввода-вывода, который содержит блок ввода, входы которого являются информационными входами модуля ввода-вывода, а выходы - информационными выходами модуля ввода-вывода, являющимися информационными выходами устройства, и блок вывода, выходы которого являются адресными и управляющими выходами модуля ввода-вывода, а входы - адресными и управляющими входами устройства, введены блок дешифрации, блок управления и блок памяти, состоящий из последовательно соединенных многоканального нормализатора с оптогальванической развязкой, и счетчика-накопителя, при этом информационные входы нормализатора соединены с информационными входами блока памяти и являются информационными входами устройства для подключения выходов управляемых объектов, а информационные выходы соединены с информационными входами блока дешифрации, содержащего узел селекции, состоящий из последовательно соединенных 16-канального нормализатора с оптогальванической развязкой, информационные выходы которого являются информационными выходами узла селекции и подключены через информационные выходы блока дешифрации к информационным входам модуля ввода-вывода, и многоканального 16-разрядного селектора, информационные входы которого являются информационными входами узла селекции, соединенными с информационными входами блока дешифрации, адресные входы являются адресными входами узла селекции, а информационные выходы подключены и к элементу индикации, и узел дешифрации, состоящий из последовательно соединенных многоканального нормализатора с оптогальванической развязкой, адресные и управляющие входы которого через адресные и управляющие входы блока дешифрации соединены с адресными и управляющими выходами модуля ввода-вывода, и дешифратора, выходы которого являются адресными выходами узла дешифрации и подключены к адресным входам узла селекции и к адресным выходам блока дешифрации, управляющие выходы которого подключены к упpавляющим выходам узла дешифрации, а адресные и управляющие выходы - к адресным и управляющим входам блока управления и к адресным и управляющим входам многоканального формирователя, входящего в состав блока управления, при этом адресные выходы многоканального формирователя через адресные выходы блока управления и адресные входы блока памяти соединены с адресными входами многоканального счетчика-накопителя, а управляющие выходы многоканального формирователя через многоканальный нормализатор с оптогальванической развязкой, входящий в состав блока управления, соединены с управляющими выходами блока управления, являющимися управляющими выходами устройства для подключения входов управляемых объектов.

Изобретение позволило решить задачу расширения области применения устройства за счет автоматизации учета дискретной числоимпульсной информации, накапливая ее за любое заданное время и считывая в заданной последовательности как при помощи ЭВМ, так и в автономном режиме.

На фиг. 1 представлена структурная схема заявляемого устройства; на фиг. 2 - электрическая принципиальная схема узла селекции блока дешифрации; на фиг. 3 - электрическая принципиальная схема узла дешифрации блока дешифрации; на фиг. 4 - электрическая принципиальная схема счетчика-накопителя блока памяти; на фиг. 5 - электрическая принципиальная схема нормализатора с оптогальванической развязкой блока памяти; на фиг. 6 - электрическая принципиальная схема блока управления; на фиг. 7 - алгоритм работы устройства.

Возможность осуществления изобретения рассмотрим на примере реализации заявляемого технического решения с конкретным количеством информационных, адресных и управляющих каналов.

Устройство для программного управления производственными процессами от ЭВМ содержит модель 1 ввода-вывода, состоящий из блока 2 ввода и блока 3 вывода, блока 4 дешифрации, состоящий из узла 5 селекции, который включает 16-канальный нормализатор 6 с оптогальванической развязкой, 16-разрядный селектор 7 и элемент 8 индикации, и узла 9 дешифрации, включающего 10-канальный нормализатор 10 с оптогальвантической развязкой и дешифратор 11, блок 12 памяти состояния объекта, включающий 30-канальный 16-разрядный двоично-десятичный счетчик-накопитель 13 и 30-канальный нормализатор 14 с оптогальванической развязкой, блок 15 управления, включающий 30-канальный формирователь 16 и 30-канальный нормализатор 17 с оптогальванической развязкой, и управляемые объекты 18.

Узел 5 селекции блока 4 дешифрации включает 16-канальный нормализатор 6 с оптогальванической развязкой, состоящий из шестнадцати идентичных каналов, каждый из которых реализован на ограничительном сопротивлении 19 (фиг. 2) и оптроне 20, 30-канальный шестнадцатиразрядный селектор 7, реализованный на 496 схемах 21 логического 2И-НЕ, и элемент 8 индикации, реализованный на четырех дешифраторах 22 и четырех знакосинтезирующих цифровых светодиодных матрицах 23. Узел селекции предназначен для гальванической развязки цепей, выбора для считывания необходимого канала памяти и индикации выбранной информации.

Узел 9 дешифрации блока 4 дешифрации включает 10-канальный нормализатор 10 с оптогальванической развязкой, состоящий из десяти идентичных каналов, каждый из которых реализован на ограничительном сопротивлении 24 (фиг. 3), оптроне 25 и усилителе-нормализаторе 26, и дешифратор 11, состоящий из 8-канального переключателя 27 ручного задания адреса при использовании устройства в автономном режиме, реализованного на программном переключателе 28 и ограничительном сопротивлении 29, из 8-канальной схемы 30 логического 8-2И-НЕ-8-2НЕ-ИЛИ и дешифратора 31. Узел дешифрации предназначен для гальванической развязки цепей, ручного задания адреса канала памяти в аварийных ситуациях и дешифрации шестнадцатиричного 8-разрядного адреса канала памяти.

30-канальный 16-разрядный счетчик-накопитель 13 блока 12 памяти включает тридцать каналов памяти, каждый из которых реализован по матричному типу из четырех последовательно соединенных двоично-десятичных счетчиков 32 (фиг. 4), позволяющих вести подсчет и хранение до 9999 информационных импульсов.

30-канальный нормализатор 14 с оптогальванической развязкой блока 12 памяти включает тридцать идентичных каналов, каждый из которых состоит из фильтра 33 (фиг. 5), выполненного на ограничительном резисторе 34, конденсаторе 35, диоде 36 и оптроне 37, позволяющего гальванически развязать цепи.

Блок 15 управления состоит из 30-канального формирователя 16, реализованного на схеме 38 логического 2И (фиг. 6), и 30-канального нормализатора 17 с оптогальванической развязкой, реализованного на ограничительном резисторе 39, усилителе 40, оптроне 41 и балластном резисторе 42. Блок управления предназначен для формирования команды сброса 30-канального счетчика-накопителя и команды управления для управляемых объектов, а также для гальванической развязки цепей.

На фиг. 7 представлен алгоритм работы ЭВМ с заявляемым устройством. Для упрощения пояснения принципа работы устройства количество информационных каналов выбирают равным тридцати, а количество каналов выбора адреса - равным восьми. Так как все тридцать каналов идентичны, то рассматривают работу устройства на примере работы первого канала.

Импульсные информационные сигналы с одного из управляемых объектов 18 поступают на вход 43₁ блока 12 памяти и далее через нормализатор 14 с оптогальванической развязкой приходят на счетчик-накопитель 13, откуда подсчитанное количество импульсов в двоично-десятичном четырехдекадном коде с выходов 44₁. . . 44₁₆ блока 12 памяти поступают на входы селектора 7 узла 5 селекции блока 4 дешифрации.

Согласно алгоритму работы ЭВМ с устройством с выхода 45 блока 3 вывода модуля 1 ввода-вывода на служебный вход блока 4 дешифрации приходит сигнал разрешения диалогового режима ЭВМ с устройством, который через нормализатор 10 с оптогальванической развязкой поступает на дешифратор 11, блокируя возможность ручного задания адреса считывания информации. Одновременно с выходов 46₁. . . 46₈ блока 3 вывода модуля 1 ввода-вывода на входы блока 4 дешифрации поступает двухдекадный восьмиразрядный шестнадцатиричный адрес выбоpа первого канала, который через нормализатор 10 с оптогальванической развязкой поступает на вход дешифратора 11, на выходе 47₁ которого одновременно формируются две команды, одна из которых командой "подготовка" поступает на вход 48₁ формирователя 16 блока 15 управления, а вторая командой "разрешение" поступает на вход 49₁ селектора 7 узла 5 селекции, разрешая трансляцию информации, поступившей на входы первого канала селектора 7. Информация с выходов 50₁. . . 50₁₆ селектора 7 через нормализатор 6 с оптогальванической развязкой поступает на выход блока 4 дешифрации и далее через блок 2 ввода модуля 1 ввода-вывода в ЭВМ. Одновременно с выходов 50₁. . . 50₁₆ селектора 7 информация поступает на входы 51₁. . . 51₁₆ элемента 8 индикации для ее отображения на световом табло.

После считывания информации ЭВМ формирует команду "сброс-управление", которая с выхода 52 блока 3 вывода модуля 1 ввода-вывода приходит на вход блока 4 дешифрации и далее через нормализатор с оптогальванической развязкой узла 9 дешифрации блока 4 дешифрации поступает на вход формирователя 16 блока 15 управления, где по конъюнкции команд "сброс-управление" и "подготовка" формируются команда "сброс", которая с выхода 53₁ поступает на вход 54₁ счетчика-накопителя 13 блока 12 памяти, и команда "управление", которая с выхода 55₁ через нормализатор 17 с оптогальванической развязкой с выхода 56₁ блока 15 управления поступает на один из управляемых объектов 18. Остальные каналы работают аналогично. (56) 1. Модуль кодового управления бесконтактный А641-9. Руководство по эксплуатации (3.035,049. РЭ).

2. Авторское свидетельство N 1293700, кл. G 05 B 19/18, 1985.