[发明专利]适用于实现顺序控制和伺服控制的计算机控制系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于实现顺序控制和伺服控制的计算机控制系统和方法。

已经用可编程控制器(PC)或计算机化数字控制器(CNC)实现了顺序控制和伺服控制。然而，这些控制系统在程序设计时牵涉到某些问题。例如，在用PC的情况下，因为程序是用梯形图来编制的，这就存在着一个巨大的缺点，即不能按照与通用计算机同样的方法来编制该程序。更具体地说，当使用梯形图来编制程序时，要象顺序线路那样的流程来编制程序是困难的，在顺序线路中其结果随线路的过去或先前状态而有所不同。即使能编制这样的程序，象计算机程序那样，包括有许多内容的复杂程序的编制会碰到多得多的困难。此外，为自动地编制程序段的辅助装置以及编程技术比在高级通用计算机中的那些要低劣得多，所以这样的一些装置和技术不能用于PC。

由于PC的控制速度受到循环时间的限制，所以不能获得低于几毫秒的高响应速度。还有，因为PC的输入/输出接口数还受到限制，在许多场合下，不可能输入和输出数字的数据。另外，以PC来判断包括算术运算的条件是有困难的。结果，用PC去直接控制顺序系统或伺服系统存在着困难。

在CNC场合下，因为它利用了计算机，所以系统的硬件和软件都变得很复杂。基于这一原因，对于不熟悉软件的机械工程师或安装工程师来说，编制程序或变动顺序是有困难的。为了避免由使用系统语言所引起的困难，虽然已经提出在系统中利用专门适用于顺序控制的宏指令组，但是现有技术的宏指令组都是解释程序，以致存在着顺序的执行速度低和性能受到限制这样一些问题。

因此，本发明的一个目的是要提供一种新颖的计算机系统，这种系统能够以诸如BASIC和FORTRAN那样的语言，而不是常规的系统语言来实现顺序控制或伺服控制。

本发明的另一个目的是要提供一种能够减少标记、定时器等的数目，从而使程序简化的、新颖的计算机系统。

根据本发明，提供了一种用于实现顺序控制和伺服控制的计算机系统，此系统包括：第一和第二程序，从第一程序发出一个打开指令以启动第二程序的并行处理的装置；从所述第一程序发出一个关闭指令以终止第一或第二程序，以及发出一暂停指令以使得在一限定的时间间隔内停止执行第一程序的装置。打开指令、关闭指令和暂停指令用作并行处理指令。

根据本发明的一个实施方案，提供了一种用以执行包括：打开指令、关闭指令和暂停指令三种型式并行处理指令的计算机系统，此计算机系统包括：一个中央处理单元(CPU)；一个由一计数器组成的定时器，此计数器在每一预定时间被一限定的计数所更新，它还被连接到该CPU并借此读出它的内容；程序存储装置，以存储由CPU所执行的顺序控制和伺服控制的程序；一个程序计数器，它连接到CPU和程序存储装置，以指定程序存储装置的一个地址，在此地址处存储有一条下一步将要执行的指令，根据CPU所执行指令的类型去更新此程序计数器的内容；一个地址表，它连接到CPU和程序计数器，用于寄存由打开指令和暂停指令所指定的程序地址，寄存的地址表的地址根据关闭指令被检索和擦除；一个时间表，它连接到CPU并写有预定开始执行寄存于地址表内程序的时间；一个指示字，它连接在地址表和时间表之间，并且连接到CPU，用以扫描地址表和时间表的相应部分。

根据本发明的一个修改了的实施方案，提供了一种适用于顺序控制和伺服控制的计算机系统，它包括一个中央处理单元(CPU)；一个中断信号时钟，它可在一预定的时间间隔内把中断加于CPU；程序存储装置，用以存储由CPU执行的顺序控制和伺服控制程序；一个程序计数器，它连接到CPU和程序存储装置，以指定程序存储装置的一个地址，在此地址处存储有一条下一步执行的指令，根据CPU所执行指令的类型去更新此程序计数器的内容；许多服务电路，每一电路包括一个地址表、一个服务指示字、一个顶部指示字和一个编目指示字；一个暂停指示字，它由CPU控制，用以在初始状态下选择一个具有最短暂停时间的服务电路，地址表连接到程序计数器，用于寄存由打开指令和暂停指令所指定的程序地址；寄存的地址表地址根据关闭指令被检索和擦除；服务指示字指定地址表的位置，此地址表存储有当前正在使用的一个程序的地址；顶部指示字指示一个打算使用并存储在存储表内的程序的前导地址；编目指示字指示由一打开指令写入的地址表的位置。

在附图中：

图1是表示打开指令工作情况的流程图；

图2和3是阐明关闭指令工作情况的流程图；

图4是阐明暂停指令工作情况的流程图；