Система автоматического управления и отладки на основе отображения тактограммы

 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в системах управления станками, в частности в системах автоматизации проектных и пусконаладочных работ при разработке и изготовлении оборудования с цикловым режимом работы. Цель изобретения - оптимизация процесса программирования и диагностики неисправностей. Для достижения указанной цели в систему автоматического управления и отладки дополнительно введены группа элементов ИЛИ, которые позволяют учитывать состояние датчиков состояния объектов, имеющие неопределенное состояние в такте, два блока вычитания, позволяющие определить номера таких датчиков, имеющих состояние, отличное от запрограммированного, и определить выходы, включенные именно в данном такте, элемент ИЛИ-НЕ, учитывающий наличие незапрограммированных датчиков в такте, регистр 11 запоминания предыдущего такта, т.е. состояния выходов, коммутатор 13, который позволяет сформировать и передать на индикатор 14 всю информацию о входных сигналах, устройство перепрограммирования, которое по изображению тактограммы вводит данные в блок хранения программ. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕ T СКИХ

СОЦИАЛ ИС ТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 В 19/08

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ j

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4684334/24 (22) 27.04.89 (46) 23,08.91. Бюл. N 31 (71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей (72) С.И. Поспелов, В.И.Ал пеев, Ю.Г.Сапсай и И,Д.Егорова (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1327090, кл. G 06 F 3/153, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1167585, кл. G 05 В 19/08, 1984, (54) СИСТЕМА, АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И ОТЛАДКИ НА ОСНОВЕ ОТОБРАЖЕНИЯ ТАКТОГРАММЫ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в системах управления станками, в частности в системах автоматизации проектных и пусконаладочных работ при разработке и изготовлении оборудования с цикловым режимом работы. Цель изобретения — оптиИзобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано в системах управления станками, в частности в системах автоматизации проектных и пусконаладочных работ при разработке и изготовлении оборудования с цикловым режимом работы.

Цель изобретения — оптимизация процесса программирования и диагностика неисправностей.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой системы; на фиг. 2 представлен пример реализации устройства программирования; на фиг. 3 — пример так„„. Ж„„1672415 Al миэация процесса программирования и диагностики неисправностей. Для достижения укаэанной цели в систему автоматического управления и отладки дополнительно введены группа элементов ИЛИ. которые позволяют учитывать состояние датчиков состояния объектов, имеющие неопределенное состояние в такте, два блока вычитания, позволяющие определить номера таких датчиков, имеющих состояние отличное от запрограммированного, и определить выходы, включенные именно в данном такте, элемент ИЛИ-НЕ, учитывающий наличие неэапрограммированных датчиков в такте, регистр 11 запоминания предыдущего такта, т,е. состояния выходов, коммутатор

13, который позволяет сформировать и передать на индикатор 14 всю информацию о входных сигналах, устройство перепрограммирования, которое по изображению тактограммы вводит данные в блок хранения и рог рамм ..б ил. тограммы объекта управления иэ трех механизмов; на фиг. 4 показана данная тактограмма, выполненная на буквенно-цифровом видео1ерминальном устройстве; на фиг. 5 представлено оцифрованное изображение тактограммы; на фиг. б — область данных блока программ, соответствующая маскируемым входам.

Система автоматического управления и отладки содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, элемент И 2 и счетчик импульсов 3, а также блок 4 хранения программ, группу элементов И 5, датчики 6 состояния объекта, блок 7 элементов

1672415

ИЛИ, элементы ЭКВИВАЛЕНТНОС1Ь 8, первый блок 9 вычитания, элемент ИЛИ-НЕ

10, регистр 11 запоминания предыдущего такта, второй блок 12 вычитания. коммутатор 13 сигналов индикации, индикатор 14, устройство 15 перепрограммирования, интерфейсную связь 16. Блок хранения программ 4 представляет собой матричное запоминающее устройство, Строки матрицы разделены на отдельные области в соответствии с назначением: область данных о состоянии выходов(включен или выключен); область данных о состоянии входов (включен или выключен); отдельная с рока для сигнала об окончании цикла (последний такт цикла); область данных о маскировании сигналов датчиков (неопределенное состояние датчика в данном такте) и область данных о датчиках переключения в новые такты, Выходы блока 4 программ представляют собой выходы строк вышеуказанных областей данных. Номер столбца матриц«, подключаемого к выходам, определяется информацией на входе блока 4 программ. Причем номера столбцов матрицы соответствуют номерам состояний счетчика 3 и номерам тактов тактограммы объекта управления.

Блок 7 элементов ИЛИ содержит набор двухвходовых элементов ИЛИ. Первые входы элементов подключены к блоку 4 хранения программ, а вторые — к выходам соответствующих датчиков б. При маскировании сигналов датчиков 6 на первом входе элемента ИЛИ наблюдается единичный сигнал, т,е. при любом сигнале датчика 6 на выходе элемента ИЛИ имеется единичный сигнал. При нулевом сигнале на первом входе элемента ИЛИ сигнал на выходе соответствует сигналу датчика 6, Блоки 9 и 12 вЫчитания содержат схемы поразрядного вычитания сигналов первых входов из сигналов вторых входов (т.е. без заема из старших разрядов), Коммутатор 13 служит для формирования и передачи на индикатор 14 информации о входных сигналах. Соответственно при нулевом сигнале на управляющем входе, который подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ 10, осуществляется передача информации с выходов первого блока

9 вычитания. а при единичном сигнале — с выходов второго блока 12 вычитания и элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 8. Передача информации с выходов счетчика 3 на индикатор 14 осуществляется коммутатором 13 постоянно и не зависит от сигнала на управляющем входе. Дополнительно коммутатор

13 передает сигналы датчиков 6, указываемых в индикатируемой информации с выходов элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 8 или первого блока 9 вычитания, Коммутатор 13

55 можно выполнить на основе логических элементов И и ИЛИ, Устройство 15 перепрограммирования содержит управляющую вычислительную машину 17, сопряженную с видеотерминальным устройством 18, запоминающим устройством 19 программ и запоминающим устройством 20 тактограммы.

Кроме того, к ней подключены блок 21 управления, блок 22 формирования адреса и блок 23 дешифрации. Выходы блоков 21 — 23 заведены в блок 24 связи. Причем выходы блока 23 дешифрации заведены в блок 24 связи через промежуточные регистры состояний; регистр 25 состояния выхода, регистр 26 состояния входа, регистр 27 маски, регистр 28 указания датчиков переключения цикла и регистр 29 сигнала окончания цикла. Выходом устройства 15 является выход блока 24 связи; он сопряжен интерфейсной связь о 16 с блоком 4 хранения программ.

Система работает следующим образом.

Перед началом работ по отладке объекта управления по тактограмме (см. фиг. 3) на экране видеотерминального устройства 18 воспроизводят изображение тактограммы (см фиг. 4). При этом пользуются условными обозначениями — - — — указанный в начале строки вход в данном такте включен: ... — указанный в начале строки вход в данном такте маскируется (т.е. его состояние неопределенно и его не учитывают);

* — указанный в начале строки вход в данном такте включается и переключается цикл в новый такт, указанный в начале строки выход включен;

= =- = — указанные в начале строки вход и выход включены; к — конец цикла, пробел соответствует выключенному состоянию входов и выходов.

После воспроизведения тактограммы управляющая вычислительная машина 17 переносит информацию (цифровую запись) о введенном иэображении из памяти видеотерминального устройства 18 в запоминающее устройство 19 программ для хранения. Затем переписывают ее построчно в запоминающее устройство 20 тактограммы следующим образом. В первую ячейку памяти строки машина 17 записывает номвр входа (порядковь и номер датчика

6), во вторую ячейку памяти номер выхода (порядковый номер второго элемента И 5). В последующие ячейки заносит цифровой код условного обозначения, т.е. третью ячейку вносит код условного обозначения нулевого такта, в четвертую ячейку код первого такта и далее. Например, если условное обоз1672415 начение ... имеет код 1, обозначение - - - код

2 и, соответственно, * код 3, === код 4, к— код 5, а пробел — код О, то изображение тактограммы (см. фиг. 4) соответствует оцифрованному иэображению (см. фиг, 5) в запоминающем устройстве 20 тактограммы.

Блок 21 управления синхронизирует работу между управляющей вычислительной машиной 17 и блоком 24 связи, а далее по интерфейсной связи 16 с блоком 4 хранения программ. Для этого по команде блока 21 управления управляющая вычислительная машина 17 считывает последовательно данные из строк запоминающего устройства 20 и передает их в блок 22 формирования адреса и блок 23 дешифрации. В блоке 22 формирования адреса запоминают номера входа и выхода из первой и второй ячейки строки. Блок 23 дешифрации в соответствии с поступившими данными записывает в регистры 25 — 29 единичные сигналы при соответствии данных, а нулевые — при отличии.

Так, единичные сигналы записывают в регистр 26 состояния входов при коде (- - -). 3 (*) и 4 (===). В регистр 27 маски при коде 1 (...). В регистр 28 указания датчиков переключения — при коде 3 ("). А в регистр 29 сигнала окончания цикла — при коде 5 (к).

После обработки данных всей строки блок

21 управления выдает команду в блок 24 связи на перезапись данных из регистров в строки запоминающей матрицы блока 4 хранения программ. Адрес строки указывает блок 22 формирования адреса. Например, для первой строки тактограммы (см. фиг. 3) указаны вход М 4, а выход Nã. 33, Соответственно, перезапись из регистра 25 состояния выхода блок 24 связи осуществляет в третью строку области данных состояния выхода блока 4 программ. Данные регистров 26-28 переписывают в четвертые строки соответствующих областей данных, а данные регистра 29 окончания цикла — в строку данных об окончании цикла. Далее вышеописанным способом блок 21 управления выдает команду на обработку следующей строки и так далее до последней строки. При этом в блок

4 хранения программ записывается вся необходимая для дальнейшей обработки информация, к примеру, информация о маскировании входов (см. фиг. 6). После этого система управления готова к непосредственной работе с обьектом управления. Для начала автоматического цикла обьект управления приводят в исходное состояние в соответствии с тактом в "0" тактограммы.

При этом с выходов блока 4 хранения программ поступает информация, соответствующая нулевому столбцу. Сигналы датчиков

6 через схему маскирования (блок элемен5

55 тов ИЛИ 7) поступают на элементы ЭКВИВАЛ Е НТН ОСТЬ 8. Поскольку объект в исходном состоянии, то все сигналы соответствуют заданным (кроме сигнала датчика б. определяющего начало автоматического цикла). С элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 8, соответствующего данному датчику 6, поступает нулевой сигнал на элемент И 2. Он запрещает прохождение импульсов генератора 1 на переключение счетчика 3. Далее включают названный датчик 6. Это приводит к изменению нулевого сигнала на единичный. Импульс генератора

1 через элемент И 2 переключает счетчик 3 в состояние "1". По команде счетчика 3 блок

4 хранения программ выдает на свои выходы информацию, записанную в первый столбец. После другой элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 8, соответствующий датчику б переключения в такт "2", фиксирует несоответствие сигналов и выдает нулевой сигнал, чем запрещает дальнейшее переключение счетчика 3. Одновременно сигналами о состоянии выходов через группу элементов И

5 включаются запрограммированные в такте "1" выходы. В процессе отработки команды сигналы переключают названный датчик б переключения в такт "2". Счетчик 3 устанавливается в состояние "2". а блок 4 хранения программ выдает информацию иэ второго столбца. Вновь сигналы датчиков б не соответствуют заданным и так далее по циклу. По достижении последнегО такта сигнал с выхода строки об окончании цикла обнуляет счетчик 3 и цикл повторяется. Одновременно с переключением тактов контролируется процесс отработки, а именно из сигналов с инверсных выходов элементов

ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 8 вторым блоком 12 вычитания вычитаются сигналы с выхода блока 4 хранения программ, т.е. сигналы, указывающие, какие датчики 6 должны иметь неэквивалентное состояние, так как являются в данном такте датчиками 6 переключения в новый такт. Также определяется, какие выходы включаются именно в данном такте. Для этого сигнал о смене состояния счетчика 3 подается с выхода элемента И 2 на управляющий вход регистра

11. Регистр 11 принимает и хранит сигналы с блока 4 хранения программ, т,е. хранит информацию о том, какие выходы были включены в прежнем такте (до переключения в новый). Поэтому первый блок 9 вычитания, вычитая из сигналов включения выходов с блока 4 хранения программ (сигналы нового такта) сигналы включения предыдущего такта, формируют на выходах единичные сигналы, соответствующие выходам, включенным именно в данном такте.

1672415

При этом. если элементы ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 8 фиксируют несоответствие только запрограммированных датчиков 6, то на выходах второго блока 12 вычитания присутствуют нулевые сигналы, а на выходе . элемента ИЛИ-НЕ 10 — единичные. Под воздействием данного сигнала коммутатор 13 обрабатывает сигналы с выходов элементов

ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 8 и первого блока 9 вычитания, На индикаторе 14 отражаются номера несоответствующих датчиков б и номера выходов, которые должны переключить данные датчики 6. Дополнительно коммутатор 13 по сигналу датчиков 6 формирует сообщение о состоянии индикатируемых датчиков 6 (включен или выключен) и номер такта, т.е. неисправность заключается либо в отказе указываемых датчиков 6, либо в отказе указываемых выходов, При неисправности, вызванной незапланированным ходом исполнительных механизмов или неисправностью датчиков 6, элементы

ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 8 фиксир..ют несоответствие сигналов незапланированных, как переключающие, датчиков 6. Соответственно, на выходах второго блока 12 вычитания наблюдаются единичные сигналы, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 — сигнал нулевой.

Он запрещает выдачу команд с выходов группы элементов И 5 на объект управления, чем предотвращает усугубление ситуации.

Коммутатор 13 по сигналам с выхода второго блока 12 вычитания передает на индикатор 14 информацию о номерах датчиков 6, фиксирующих неисправность, и указывает их состояние. Технико-экономический эффект заключается в повышении функциональных возможностей системы. Введение блока 7 элементов ИЛИ позволяет не учитывать датчики 6, имеющие неопределенное состояние в такте. Включение в схему второго блока 12 вычитания позволяет определить номера датчиков б, которые имеют состояние, отличное от запрограммированного. Наличие незапрограммированных датчиков 6 в такте учитывается введением элемента ИЛИ-НЕ 10. Регистр 11 запоминает предыдущее состояние выходов, а первый блок 9 вычитания определяет выходы, включенные именно в данном такте. Коммутатор 13 позволяет формировать и передавать на индикатор 14 необходимую информацию о входных сигналах. Устройство 15 программирования по изображению тактограммы вводит данные в блок 4 хранения программ. Применение системы позволяет существенно упростить процедуру

55 программирования и одновременно обеспечить индикацию неисправностей.

Формула изобретения

Система автоматического управления и отладки на основе отображения тактограммы, содержащая генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом, элемент И. счетчик импульсов. блок хранения программ, группу элементов И, а также датчики состояния объекта, индикатор и блок элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, группа прямых выходов которого соединена с группой элемента И, а первая группа входов — с первой группой выходов блока хранения программ, выход управления которого соединен с входом обнуления счетчика импульсов, отличающаяся тем, что, с целью оптимизации процесса программирования и диагностики неисправностей, в нее дополнительно введены группа элементов ИЛИ. два блока вычитания, элемент ИЛИ-НЕ, коммутатор сигналов индикации, регистр запоминания предыдущего такта и устройство перепрограммирования, выход которого через интерфейсную связь соединен с входом устройства перепрограммирования, а вторая группа выходов блока хранения программ соединена с первой группой входов первого блока вычитания и группой информационных входов регистра запоминания предыдущего такта, третья группа выходов блока хранения программ соединена с первыми входами элементов ИЛИ группы. а его четвертая группа выходов — с первой группой входов второго блока вычитания, выходы датчиков состояния объекта, вторые выходы первого и второго блоков вычитания. группа инверсных выходов блока элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, а также выход счетчика импульсов и элемента ИЛИ-HE соединены соответственно с группой информационных входов коммутатора сигналов индикации, выход которого соединен с индикатором, а управляющий вход — с выходом счетчика импульсов, выход элемента И соединен с управляющим входом записи регистра запоминания предыдущего такта, выходы которого соединены с второй группой первого блока вычитания, выходы элементов

ИЛИ группы соединены с второй группой блока элементов ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, группа инверсных выходов которого соединена с второй группой входов второго блока вычитания, группа выходов которого соединена с соответствующими входами элемента ИЛИНЕ, выход которого соединен с вторыми входами элементов И группы.

1672415

1672415

Ч- > м2 б

Составитель Е.Титов

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор T.Пожо

Заказ 2839 Тираж 458 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101