Brevet FR2306576A1 — publié le 19761029

La présente invention concerne les appareils pour la recherche des équations simplifiées d'automatismes logiques. La résolution des automatismes séquentiels par la logique est bien connue. Différentes méthodes sont utilisées ; ces méthodes sont basées sur les propriétés des différents codes binaires. Une des méthodes les plus connues est celle utilisant les tableaux de Karnaugh mettant à profit les propriétés d'adjacence du code binaire naturel. On peut également citer les méthodes utilisant les tableaux utilisés sous leur forme simple en code binaire naturel, réfléchi ou autre. Toutes ces méthodes permettent assez aisément de tracer le cycle des opérations à réaliser et, par là, d'introduire la ou les variables secondaires d'entrée : mais lorsqu'il s'agit de trouver les équations simplifiées de réalisation des différentes séquences, ces méthodes nécessitent une grande habitude d'application et un personnel qualifié. Les risques d'erreur ne sont pas négligeables et le temps nécessaire pour aboutir au résultat peut être parfois relativement long. Par ailleurs, il est bien connu que les problèmes en question peuvent être traités par ordinateur, mais le cotit de l'opération est prohibitif et, de plus, tout individu ou bureau ne possède pas de telles installations. La présente invention a notamment pour but d'éviter ou de réduire les inconvénients cités précédemment. A cet effet, l'invention a pour objet un appareil caractérisé, conformément à l'invention, en ce qu'il comporte une source d'alimentation, une série d'entrées associées chacune à une variable déterminée du problème dans un état déterminé, des moyens de commutation pour relier sélectivement une ou plusieurs entrées à la source et des moyens d'élaboration logiques associés chacun à une éventualité combinatoire déterminée, ces moyens étant chacun reliés aux entrées, dites associées, correspondant chacune a une variable dans un état complémentaire de celui de ladite variable dans ladite éventualité combinatoire, ces moyens permettant de s'assurer que, pour chaque éventualité combinatoire interdite, la somme logique des signaux présents audites entrées est égale à 1. Ainsi, ce nouvel appareil peut être relativement simple et ne nécessiter pour l'obtention des équations logiques simplifiées de réalisation des séquences, que des manoeuvres bien précises, suivant un processus prévu à l'avance ; ces manoeuvres peuvent être effectuées par un opérateur, meme non qualifié. Cet appareil peut être manuel, semi-automatique ou automatique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente un diagramme de Karnaugh appliqué à la recherche des équations simplifiées d'un premier problème logique concernant une séquence cyclique d'opérations - la figure 2 est un schéma d'un appareil selon un premier mode de réalisation - la figure 3 est une vue extérieure d'un appareil du type selon la figure 2 - la figure 4 représente un diagramme de Karnaugh appliqué à la recherche des équations simplifiées d'un deuxième problème logique concernant une autre séquence cyclique d'opérations - la figure 5 est un schéma d'un appareil selon un deuxième mode de réalisation ; et - la figure 6 est une vue extérieure d'un appareil du type selon la figure 5 La figure 1 représente un tableau de Karnaugh à quatre variables d'entrées A, B, C, et X. Ce tableau va servir à tracer, selon une méthode bien connue des gens du métier, un cycle 1 correspondant à une séquence cyclique donnée d'opération, par exemple de mouvements linéaires commandés au moyen de trois vérins à double effet correspondant chacun à une variable A, B, et C. Si par convention on note l'opération aboutissant à la position sortie de la tige d'un vérin par l'indice (1) et celle aboutissant à la positon rentrée de la tige par l'indice (0), on peut noter la séquence cyclique à réaliser qui est ici prise à titre d'exemple comme ceci : A1 - A0 - C1 - B1 - Bo-Co. L'homme du métier sait bien que pour une telle séquence il est nécessaire d'introduire une quatrième variable X dite variable d'entrée secondaire. I1 sait donc que pour résoudre le problème logique posé par une telle séquence il faut utiliser un tableau de Karnaugh à quatre variables d'entrée. Le cycle correspondant à la séquence d'opérations susmentionnée est représenté sur la figure 1 sous la reférence 1. Cherchons par exemple, l'équation de l'opération C1 en utilisant le diagramme de Karnaugh ainsi tracé. L'homme du métier sait que les cases interdites du tableau de Karnaugh correspondant à cette opération C1 sont les cases par où passe le cycle 1 et dans lesquelles figurent les notations CO, A1, X1 et Ag Les cases dites interdites ont été hachurées sur la figure 1. A partir de ces données il est maintenant très difficile de déterminer l'équation simplifiée de l'opération C1. Un appareil selon l'invention tel que celui qui est représenté aux figures 2 et 3 ou celui qui est représenté aux figures 6 et 7, permet de trouver facilement cette équation. L'appareil selon l'invention comprend : une source d'alimentation électrique à courant continue comportant un pôle plus (+) 2a et un pôle moins (-) 2b, une série d'entrées XO, X1, B0, B1, Ao, A1, et CO, C1 associées chacune à une variable A, B, C, X déterminée dans un état (O), (1) déterminé, des moyens de commutation 3A, 3B, 3C, 3X pour relier sélectivement une ou plusieurs desdites entrées au pôle positif 2a de la source d'alimentation, et des moyens d'élaboration logiques associés chacun à une éventualité combinatoire déterminée, c'est-à-dire à une combinaison multiplicative déterminée de toutes les variables A, B, C, X du problème dans un état ou dans un autre (o) ou (1). Ces moyens d'élaboration sont chacun reliés à des entrées correspondantes, dites entrées associées, correspondant chacune à une variable A, B, C, ou X dans un état (O) ou (1) complémentaire de celui dans lequel ladite variable se trouve dans l'éventualité combinataire correspondante. Par exemple le moyen d'élaboration associé à l'éventualité combinatoire XO .Bo. A .C1 est relié aux entrées X1, B1, A1 et CO, O 1 1 O Ces moyens d'élaboration ont pour rôle de permettre de vérifier que la somme logique des signaux logiques (présence ou absence de signal réel) présents sur les entrées associées est bien égale à un pour toutes les éventualités combinatoires des cases interdites. L'appareil selon un premier mode de réalisation représenté aux figures 2 et 3 comporte une matrice de portes ET à deux entrées 4 ; l'une (4a) des entrées de chaque porte 4 est reliée à un conducteur de ligne 5 correspondant et l'autre entrée (4b) est reliée à un conducteur de colonne 6 correspondnt. Chaque conducteur de ligne 5 et de colonne 6 de la matrice est relié à la sortie d'une porte NI correspondante 7 à deux entrées, ces entrées étant chacune reliées à une entrée Ao, A1, Bo, B1 CO, C1, XO, X1 correspondante. Des interrupteurs - ou commutateurs - à trois positions 3A, 3B, 3C, 3X en nombre correspondant à celui des varia hiles A, B, C, X, relient sélectivement une ou plusieurs entrées Ao, A etc au pôle plus 2a de la source. En position neutre des commutateurs 3A, 3B, 3C, 3X aucun contact n'est établi. La sortie de chaque porte ET 4 est reliée à un voyant lumineux vert 8 correspondant. Seuls certains voyants 8 ont été représentés sur la figure 2. On voit que selon ce mode de réalisation, les moyens d'élaboration associés individuellement à chaque éventualité combinatoire Ai. Bi. Ci. Xi sont chacun constitués par une porte ET 4 correspondante, par les deux portes NI 7 auxquelles ladite porte ET est reliée et par le voyant 8 associé à ladite porte ET. Ainsi chaque moyen d'élaboration 4, 7, 8 comprend des moyens pour réaliser la fonction NI à partir des signaux logiques présents sur les entrées Ag, A1 etc.associées. Bien entendu le schéma de la figure 2 n'est qu'un exemple de réalisation de l'appareil, et chaque organe logique constitué par une porte ET 4 associée à deux portes NI 7 peut être remplacé par tout autre organe logique réalisant la fonction NI. La figure 3 montre un mode de réalisation de la présentation d'un appareil du type de celui dont le schéma est représenté à la figure 2. On voit sur cette figure que l'appareil se présente sous forme parallélépipédique, sa face avant portant un tableau de Karnaugh par exemple à 6 variables d'entrées A, B, D, , E, F. A chaque variable d'entrée est associé un interrup- teur - ou commutateur - 9 à trois positions marquées (0), (+), 21). Le détail d'une case 10 du tableau de Karnaugh est représenté en gros plan sur la figure 3.On voit ainsi que chaque case 10 comprend un voyant vert 8 dont 1'allumageestcommandd per la scotie de la porte ET correspondant à cette case 10, un interrupteur - dit d'interdiction - à poussoir 11 et un voyant rouge 12 qui est relié à la source d'alimentation par l'intermédiaire d'un circuit particulier sur lequel est interposé l'interrupteur 11 (voir la figure 2 sur laquelle un seul voyant 12 a été repré zesté avec son circuit d'alimentation particulier). Sur la partie supérieure de la face avant de l'appareil se trouve l'inscription en lige 13 de la liste des variables d'entrées. Chaque inscription d'une variable, par exemple A, est associée à deux voyants de lecture aO et al dont l'un (aO) est situé au-dessus de l'inscription de A et est relié à l'entrée A et dont l'autre (a ) est situé au-dessous de l'ins 0 1 cription de A et est relié à l'entrée A : les voyants de lecture situés au-dessus des inscriptions sont par exemple rouge, tandis que ceux situés au-dessous sont d'une autre couleur, par exemple verts. L'utilisation d'un tel appareil consiste à tracer un cycle tel que 1 puis, pour rechercher l'équation simplifiée d'un mouvement tel que le mouvement C1 à allumer les voyants rouges 12 correspondant aux cases interdites et ensuite à rechercher au moyen des interrupteurs à trois positions 9 (3A, 3B, 3C, 3X) la combinaison entre les variables d'entrées qui donne sur le tableau de Karnaugh la "boucle" la plus grande s'étendant en dehors des cases interdites, n'entourant pas ces dernières et comprenant obligatoirement la case ou le mouvement est commandé. Là où les boucles ainsi déterminées seront visualisées par l'allumage des voyants verts 8, cet allumage sélectif étant obtenu pour une combinaison de position des interrupteurs 9, cette combinaison de position ne devant en aucun cas donner un allumage simultané d'un voyant vert 8 et d'un voyant rouge 12 d'une même case 10. Selon l'exemple des figures 1 et 2, l'équation du mouvement C1 est donnée par les "boucles" 14 correspondant aux cases pour lesquelles le voyant vert 8 est allumé (voir figure 2). L'équation simplifiée apparaît immédiatement à la lecture des voyants de lecture : les voyants x1 et aO étant allumés,l'équation simplifiée peut s'écrire C1 = AX les voyants de lecture rouges, situés au-dessus des inscriptions 13 correspondant au complémentaire des variables alors que les Voyants verts situés au-dessous correspondent à la variable en valeur directe. Bien entendu, les voyants de lecture aO, au,... ne ont pas obliyatoires la lecture pouvant être faite directement sur la position des leviers ou autres organes de commande des interrupteurs 9. Pour la recherche d'une équation simplifiée du mouvement C1 on peut procéder de la manière suivante : tous les interrupteurs 9 sont préalablement mis en position neutre (+) et les interrupteurs d'interdiction ll non actionnés. On trace alors !' cycle 1 sur le tableau de Karnaugh et on actionne les boutons poussoirs des interrupteurs 11 correspondant aux cases interdites, c'est-à-dire des cases du cycle où l'on trouve la position C ; les voyants rouges 12 correspondants s'allument (figure 2). O L'opération - ou mouvement - C devant être commandée par le mouvement précédent A , on place alors l'interrupteur 3A associé à la variable A sur la position (O). Les voyants verts 8 des cases interdites marquées A1 s'éteignent, mais ceux des cases interdites marquées Ao et XO restent allumés ce qui est incompatible. La mise de l'interrupteur 3X en position (1) permet d'éteindre ces voyants, et les voyants verts 8 restés allume's désignent précisément les cases formant les "boucles" 14 de la figure 1. Sur la figure 4 on a tracé un tableau de Karnaugh trois variables d'entrée A, B et C seulement. Ce tableau est suffisant pour le traitement des problèmes de la séquence Al,Bl, C1,B01 A , C O O Le tracé du cycle 1 correspondant, et la détermiration des cases interdites se font comme décrit précédemment. La figure 5 montre un deuxième mode de réalisation de l'appareil de l'invention. Sur cette figure des éléments analogues à ceux de la figure 2 portent des références identiques. Ce mode de réalisation se distingue du précédent par le fait que les moyens d'élaboration associés chacun à une eventualité combinatoire Ai . Bi. Ci déterminée comprennent cha cun une porte OU 15 dont les entrées sont reliées aux entrées associées et dont la sortie est reliée, par l'intermédiaire d'un interrupteur - ou commutateur - bis table correspcndant 16 à une entrée correspondante 17a d'une porte ET 17 commune à tous les moyens d'élaboration, la sortie de cette porte 17 étant reliée à un voyant 18. Chaque interrupteur 16 comporte un plot de sortie - ou point commun - 16a relié à l'entrée correspondante 1a de la porte 17, et deux plots d'entrée dont l'un - dit contact de travail - 16b est relié à la sortie de la porte OU 15 correspon dante tandis que l'autre plot d'entrée - dit contact de repos 16c est relié au pôle (-) 2b de la source. Ces interrupteurs 16 peuvent être disposés soit en ligne suivant la méthode dite de la progression du code binaire réfléchi, soit sous la forme d'un tableau de Karnaugh od, dans ce cas, chaque interrupteur 16 correspond à une case de ce tableau, c'est-à-dire à une éventualité combinatoire déterminée. Le mode d'utilisation de l'appareil suivant ce deuxième mode de réalisation est le suivant Les interrupteurs 16 correspondant aux cases interdites sont mis en position de travail pour laquelle ils mettent en liaison la sortie de la porte OU 15 correspondante avec l'entrée l7a correspondante de la porte ET 17. Si, comme dans l'exemple représenté, on recherche l'équation simplifiée du mouvement A1 qui est commandé par le mouvement précédent C0, on met d'abord l'interrupteur 3C en position (O). Le voyant 18 s'éteint dès que les interrupteurs 16 des cases interdites sont actionnés et il se rallume dès que l'on trouve la ou les combinaisons de variables valables donnant l'équation de commande du mouvement. L'équation simplifiée s'écrit donc A1 = C. L'ensemble des interrupteurs 16, ou/et l'ensemble des interrupteurs 11, peut être remplacé par un lecteur de cartes perforées. Par ailleurs, l'exploration des équations possibles réalisée à l'aide des interrupteurs à trois positions 9 (3A, ..) peut être automatique et il est possible de sortir toutes les équations et de les enregistrer par exemple sur une imprimante. L'appareil suivant l'invention permet soit l'étude d'un circuit, soit la programmation directe du circuit, les eventualités combinatoires étant directement introduites dans l'automatisme logique. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Appareil pour la recherche des équations simplifiées d'un problème concernant un automatisme logique utilisant le procédé selon lequel on détermine pour chaque commande d'organe ou chaque opération les éventualités combinatoires interdites, caractérisé en ce qu'il comporte une source d'alimentation, une série d'entrées associées chacune à une variable déterminée du problème dans un état déterminé, des moyens de commutation pour relier sélectivement une ou plusieurs entrées à la source et des moyens d'élaboration logiques associés chacun à une éventualit combinatoire déterminée, ces moyens étant chacun reliés aux entrées, dites associées, correspondant chacune à une variable dans un état complémentaire de celui de ladite variable dans ladite éventualité combinatoire, ces moyens permettant de s'assurer que, pour chaque éventualité combinatoire interdite, la somme logique des signaux présents auxdites entrées est égale à 1. 2) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque moyen d'élaboration comprend une porte OU dont les entrées sont reliées aux entrées associées et dont la sortie est reliée, par l'intermédiaire d'un commutateur, à deux entrées associées à ladite porte OU, à l'entrée d'une porte ET qui est reliée par sa sortie à un indicateur, l'une des entrées dudit commutateur étant reliée à ladite porte OU tandis que l'autre entrée est reliée à la source d'alimentation. 3) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque moyen d'élaboration comprend au moins une porte NI dont les entrées sont reliées aux entrées associées et dont la sortie est reliée à un indicateur associé à ladite porte NI. 4) Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble des moyens d'élaboration est agencé sous la forme d'une matrice de portes ET associées chacune à une éventua .ité combinatoire, les entrées de ces portes ET étant reliées chacune à une porte NI dont les entrées sont reliées à des entrées associées. 5) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'affichage associés chacun à une éventualité combinatoire déterminée et permettant d'afficher les éventualités combinatoires interdites. 6) Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éventualités combinatoires recherchées sont directement introduites dans l'automatisme logique.