Устройство для программного управления объектом с к- ступенчатым остановом

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ С К-СТУПЕНЧАТЫМ ОСТАНОВОМ, содержащее датчик перемещения, подлюченный первым и вторым выходами соответственно к суммирующему и к вычитающему входам реверсивного сче.тчика импульсов, блок сравнения, соединенный первым и вторым выходами с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, подключенных выходами к соответствующим управляющим входам исполнительного элемента и к входам элемента ИЛИ-НЕ, а вторыми входами - к выходам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, связанных входами соответственно с первыми и вторыми выходами

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g g С 05 В 1 9/1 8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1ã. "..И17Ь71Г (21) 3647238/24-24

"(22) 28.09.83 .(46) 23.12.84. Бюл. У 47 (72) Э.П. Бобриков, Г.И. Лошкарев, М.А. Мвльц и С.Н. Кукушкин (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л.И. Брежнева (53) 621.503.55(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 1007085, кл. G 05 В 19/18, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

9 1083160, кл. G 05 В 19/18, 1983 (прототип) ° (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРИЯНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОВЬЕКТОМ С К-СТУПЕНЧАТЬК ОСТАНОВОМ, содержащее датчик перемещения, подлюченный первым и вторым выходами соответственно к сум. мирующему и к вычитающему входам реверсивного счетчика импульсов, блок

Г сравнения, соединенный первым и вторым выходами с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, подключенных выходами к соот..Я0„„1130833 А ветствующим управляющим входам исполнительного элемента и к входам элемента ИЛИ-НЕ, а вторыми входами — к выходам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, связанных входами соответственно с первыми и вторыми выходами (2К + 1) ступенчатого распределителя импульсов, подключенного установочным входом к управляющему выходу блока ввода, а тактовым входом — к выходу генератора импульсов, соединенного управляющим входом с выходом элемента ИЛИ-НЕ, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощенля и повышения надежности устройства, в него введены сумматор и ; O шифратор, подключенный входами соответственно кпервым ивторым выходам 2К + 1) ступенчатого распределителя импульсов, а выходами — к первым вхо. дам сумматора, соединенного вторыми входами с информационным выходом блока ввода, а выходом — с первым б входом блока сравнения, подключенно- ф ь

ro вторым входом к выходу реверсив- фр ного счетчика импульсов. Ю

1 11308

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов и может быть использовано в различных системах управления перемещением объекта, например, в системах управления перемещением подвижных элементов промышленных роботов и вспомогательного оборудования робототехнических комплексов, а также системах управления перемещением кислородной фурмы в конверторах.

Известно счетно-импульсное устрой ство для программного управления объектом с К-ступенчатым остановом, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов и блок задания исходных состояний реверсивных счетчиков, 2К реверсивных счетчиков, счетные входы которых объединены и подключены к импульсному датчику перемещения, информационные установочные входы реверсивных счетчиков соединены с выходами блока задания исходных состояний реверсивных счетчиков, 2К блоков сравнения, первые входы которых объединены и подключены к выходу блока ввода программы, вторые входы блоков сравнения соединены с выходами реверсивных счетчиков соответственно, а выходы блоков сравнения подключены к 4Q логическому блоку, соединенному с исполнительным органом,.(1)

Недостатком устройства является относительная сложность его схемной реализации. 35

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для программного управления объектом с К-ступенчатым остановом, содержащее 2К реверсивных импульсов, подключенных счетчными входами к выходу датчика перемещения, а установочными входами — к соответствующим выходам блока задания исходных дан.ных, блок ввода, соединенный инфор. 5 мационными выходами с первыми входами блока сравнения, (2К + 1)- канальный распределитель иь1йульсов, подключенный тактовым входом к выходу генератора импульсов, установочным входом — к управляющему выходу блока ввода, а выходами, начиная с перво":. го, — к соответствующим управляющим входам коммутатора, соединенного информационными входами с выходами реверсивных счетчиков импульсов, а выходами — с вторыми входами блока сравнения, подключенного первым и зз 2 вторым выходами к первым входам со-. ответственно первого и второго элементов И, связанных выходами через элемент ИЛИ-НЕ с управляющим входом генератора импульсов и соответственно с вторым и третьим входами исполнительного элемента, а вторыми входами — с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, подключенных входами к выходам распределителя импульсов соответственно от первого по К-й канальные выходы и от 1,К + 11-ro по 2К-й канальнь1е выходы (2)

Недостатком известного устройства является относительная сложность его схемной реализации,. так как для пост. роения устройства с многоступенчатым К-ступенчатым) остановом требуется

2К реверсивных счетчиков и коммута" тор. с

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности устройства, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программного

I управления объектом с К-,ступенчатым остановом,, содержащее датчик перемещения, подключенный первым и вторым выходами соответственно к суммирующему и к вычитающему входам ревер. ивного счетчика .импульсов, блок сравнения, соединенный первым и вторым выходами с первыми входами соот- ветственно первого и второго элементов И, подключенных выходами к соответствующж управляющим входам испол. нительного элемента и к входам элемента ИЛИ-НЕ, а вторыми входами — к выходам соответственно первого и вто. рого элементов ИЛИ, связанных входами соответственно с первыми и вторыми выходами (2К + 1) ступенчатого распределителя импульсов, подключенкого установочным входом к управляющему выходу блока ввода, а тактовым входом — к выходу генератора импульсов, соединенного управляющим входом с выходом элемента ИЛИ-НЕ, ввецены сумматор и шифратор, подключенный входами соответственно к первым и вторым выходам (2K + 1) ступенчатого распреде.пителя.импульсов, а выхода-. ми — к первым "-,õoäàè сумматора, соединенного вторыми входами с информационным выходом блока ввода, а выхо." дом — с первым входом блока сравнеHHHр ПОДКЛЮЧЕЯНОГО ВTOPblhf ВХОДОМ К

3 11308 выходу реверсивного счетчика импульсов.

На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — зоны действия команд управления устройст-, ва К-ступенчатого останова.

Устройство содержит датчик 1 перемещения, реверсивный счетчик 2 импульсов, блок 3 сравнения, первый и второй элементы И 4 и 5, первый и второй элементы ИЛИ 6 и 7, .распределитель 8 импульсов, исполнительный элемент (привод) 9, элемент ИЛИНЕ 10; генератор 11 импульсов, сумматор 12, блок 13 ввода, шифратор 14.

В качестве импульсного датчика 1

15 перемещения может быть использован .любой известный датчик со схемой формирования имйульсов на шинах (+) и (-) в зависимости от направления перемещения объекта.

Блок 3 сравнения предназначен для сравнения n — разрядного кода Nо +Х (N -Х ), поступающего с выхода. о сумматора 12 с и -разрядным кодом Т, 25 поступающим с выходов реверсивного счетчика 2, где

N — - координата точки останова о . объекта (фиг. 2);

Х вЂ” число, соответствующее расД стоянию от заданной точки останова до точки, в которой производится перевод со скорости Ъ" на скорость V (Т вЂ” координата текущего положения подвижного объекта. 35

При T III Х; (Т и -Х;) сигнал "1"

0 1 о о! присутствует на первом выходе (Больше"! блока 3 сравнения, а при

Т cN + Х (Тс.Б, —. X.) сигнал "1"

0 h о (:, - 4О присутствует на втором выходе (, Меньше" 1,блока 3 сравнения. (2К + 1) — канальный распределитель 8 имеет„(2К + 1) выход и может представлять собой, например, любой известный счетчик, имеющий (2К + 1) 45 устойчивых состояний, к выходам триг. геров которого подключен дешифратор с (2К + 1) выходами (0,1,2...,2К).

Нулевой выход распределителя не используется. Поступление импульсов на

50 тактовый вход распределителя при наличии на его установочном входе сигнала "!" приводит к последовательному "пробегу" сигнала "1" на его выходах (от 0-го до 2К-ro, снова

55 от 0-го до 2К-го и т.д). В случае наличия сигнала "0" на установочном входе распределителя, на нулевом

33 4 выходе распределителя присутствует и к сигнал а на всех остальных выхо. дах распределителя присутствуют сигналы "0 независимо от поступления импульсов на тактовый вход расп" ределителя, Исполнительный элемент 9 (например, привод) выдает соответствующее управляющее воздействие на объект управления, если на выходе элемента

И4 (или на выходе элемента И5) присутствует сигнал 1 (что является для вертикального перемещения объекта командой "Спуск или соответственно командой "Подъем" ) и если сиг-.. нал "1" присутствует на одном из выходов .(2К + 1) — канального распределителя (кроме 0-го выхода), что определяет величину перемещения.

Сумматор 12 представляет собой любой из известных сумматоров комбинационного типа и выполняет непрерывное суммирование кода координаты заданной точки останова (Na), поступающего с информационных выходов блока 13 ввода на первые входы сумматора 12, и коды числа Х,, соответ-, ствующего расстоянию от заданной точ. ки останова до точки, в которой про-. изводится перевод со скорости на скорость Ч поступающего с инфор.

Э мационных выходов шифратора 14 на вторые входы сумматора 12, причем для точек N ...,11, расположенных к над точкой останова Nо (фиг. 2), к коду координаты точки останова N прибавляется код соответствующего числа Х<,... yХyy а для точек N к, ...,N расположенных под точкой

° 2к1 останова No, из кода координаты точки останова N вычитается код соо ответствующего числа Хк+1 ° ° Х 2к

Это обеспечивается тем, что на вторые входы сумматора 12 числа Х,...,Х„ с шифратора 14 поступают в прямом двоичном коде а число X k%1 В ° "Хгмв обратном двоичном коде с добавлением "I".

Шифратор 14 может представлять собой двухмерную координатную матрицу, содержащую 2К вертикальных шин (шин выборки) и горизонтальных шин (информационных кодовых шин). Уста-.:. новкой, например, диодов, в соответствующих узлах координатной сетки, образованных пересечением -ой вертикальной шины (j -ой шины выборки) с горизонтальными информационными шинами, кодируется число Х, причем

1130833 кодирование чисел Х,...,Х осуще ствляется в прямом двоичном коде, а кодирование чисел Х,...,Х вЂ” в

" ° обратном двоичном коде с добавлением

"1". Это обеспечивает в сумматоре 12 суммирование И +Х для точек N И расположенных выше точки останова N о и вычитание Nä — Х для точек И

Ч КФ1 °

°,, Ыд расположенных ниже точки останова !

О

Устройство работает следующим образом.

Объект неподвижен и находится, например, в точке Т (фиг..2), при этом содержимое реверсивного счетчика 2 однозначно соответствует коду текущего положения объекта (коду точки Т,) .

Задание точки останова (ввод

K программы) пока erne не производилось, т.е. как на информационных, так и на управляющем выходах блока 13 присутствуют сигналы "0". Сигнал "1" присутствует на нулевом выходе распределителя 8. На все входы исполнительного элемента 9 поступают сигналы

"О", т.е. на объект управления никакого воздействия не оказывается.

Затем производится ввод программы.

Код задаваемой тачки останова 1!о

30 поступает с информационных выходов блока 13 ввода на первые входы сумматора 12. На управляющем выходе блока 13 ввода сигнал "О" меняется на

"1", в результате чего импульс, поступающий с выхода генератора 11 на тактовый вход распределителя 8, переводит последний из "нулевого" положения в "единичное" (на 1-м выходе распределителя 8 появляется сигнал 1, на всех других выходах - сигна.— лы "О").

Единичный сигнал с 1-ro выхода распределителя 8 поступает на первую шину выборки шифратора 14, в результате чего на выходе (информационных шинах) шифратора 14 формируется ив разрядный прямой двоичный код чис.— ла Х, поступающий на вторые входы сумматора 12. При,этом на выходах сумматора 12 имеем код суммы (Nä+X„), который сравнивается в блоке Э сравнения с кодом текущего положения объекта (Т).

Если Т ) N + X имеем команду

31 в

"Спуск" на скорости 3, (сигнал 1 присутствует на выходе элемента И 4 и на ì выходе распределителя 8).

При этом на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 присутствует сигнал "0", что влечет остановку генератора 1! импульсов.

Если Т не больше, чем N + Х

Ф то следующий импульс, поступивший с выхода генератора 11 на тактовый вход распределителя 8, переводит последний во второе положение (сигнал ию юю

1 присутствует уже на 2-м выходе распределителя) . Блок 3 сравнения уже сравнивает Т с N 0 + Х

Пока сигнал " 1 " присутствует на

2-м выходе распределителя 8 (фиг . ), то (е сли l c i 6 К) сигнал " 1 " посту-. . пает с выхода элемента ИЛИ 6 на вход элемента И 4 . Если при этом код теку. щего положения объекта Т > N + Х о л то на обоих входах элемента И 4 имеем сигналы "!", что ведет к наличию сигнала "1" на выходе элемента

И 4 (команда "Спуск" ) . Если сигнал

1 1 присутствует на -м выходе <,. распределителя 8 (при этом K+!6ia2K) то сигнал "1" поступает с выхода элемента ИЛИ 7 на вход элемента И 5.

Если при этом код текущего положения объекта T(N -Х, то на обоих входах элемента И 5 имеем сигналы

"1", что ведет к наличию сигнала "1" на выходе И 5 (команда "Подъем" ).

Пока сигнал "1" поступает наодин

I из входов элемента ИЛИ-НЕ 10, с выхо. да этого элемента поступает на вход генератора 11 сигнал "0", запрещаю-: щий работу генератора 11.

Таким образом, наличие, например, команды "Спуск" приводит к спуску объекта управления на скорости, номи" нал которого определяется номером

i-го выхода (! 6 i « К) распределителя 8, на котором присутствует в этот момент сигнал "1". Спуск на скорос-. ти Ч; производится до тех пор, пока Т > Ы +Х . Б момент прохода объек.

О 1 та мимо точки И, = 11 + Х код текущего положения Т; находящийся в реверсивном счетчика 2, принимает значение N, т.е. Т =N =Н + Х. Сиго нал "1" исчезает на выходе "Больше" блока 3 сравнения, что приводит к .. появлению сигнала "О" на выходе эле" мента И 4 (на выходе элемента И 5 уже присутствует сигнал "О", так как 1 i Ê). Появление сигнала "I" на выходе элемента ИЛИ-НЕ 1О приводит к запуску генератора 11. Поступление импульса с выхода генератора !1 на тактовый вход распределителя 8 при7 1130833 8 водит к переходу в распределитель 8 нивать код текущего положения объексигнала "1" с выхода 1 на выход та Т, поступающий с выходов реверсив.

+ 1,. ного счетчика 2, и код точки N<<

Если i+1 K, то(ввиду того, что =N — Х „, поступающий с выходов

Т > N + Х ), снова появляется коман- 5 сумматора 12. Так как в этот момент и !!

l l l 1 да "Спуск, но уже на скорости V Т(И -Х1„ (т.е. сигнал 1 на выходе

В момент, когда объект (фиг. 2) "Меньше" блока 3 сравнения и есть проходит вниз мимо точки N (точка

К сигнал "1" на выходе элемента ИЛИ 7, отключения двигателя с упреждением то на выходе элемента И 5 появляется при спуске) неравенство Т p N + Х

10 И 11 ll lI о сигнал 1 (команда Подъем ) и осусменяется на равенство Т =N + Х ществляется подъем на скорости U о и затем вследствие движения — на не- При этом, так как на выходе элемента

1! 11 равенство Тс Ы + Х . Объект входит ИЛИ-НЕ 10 имеется сигнал 0, генео к в зону останова, в которой N„pT>N> ратор 11 оказывается заторможенным.

Эта зона характерна тем, что пока 15 При подъеме объекта (возврат в объект управления находится в ее пре- зону останова) в момент прохода, миделах, ни.на выходе элемента И 4, ни мо точки И к точка отключения двигана выходе элемента И 5 сигнал "1" не теля с упреждением при подъеме) нерапоявляется. Это объясняется тем, венство T

«1» и 1T о gk

Таким образом, если объект нахо- Т>Н -Х 9„. В результате команда дится в зоне останова, то в виду то- "Подъем" исчезает, так как на выходе го что ни одна из схем совпадения "Меньше" блока 3 сравнения сигнал

9 на элементах И 4 и 5 не собирается 25. "1"сменяется на "0". С этого момен- независимо от положения распредели- та генератор 11 "заставляет" распре-, Ф теля 8, отсутствует . команда на дви- делитель 8 менять свое положение, но жение. пока объект находится в зоне остаЕсли при спуске объект "проскочит" нова, исполнительный орган 9 не оказону останова, т.е. опустится ниже Зр зывает управляющего воздействия на гочки М то происходит возврат объект управления, т.е. двигатель объекта в зону останова по следующим отключен- в этом случае с упреждением при подъеме

В момент, когда объект "спустился" Предлагаемое устройство, имея про. в зону останова, нет уже команды З стой алгоритм работы, позволяет помин т еще команды "Подъем". мо.многоступенчатого останова произСпуск и нет ещ

Вследствие этого наличие сигнала "1" водить реверс перемещения объекта в на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 раз- случае его случайного выбега за пргрешает генератору 11 формировать им- делы эоны останова, а также позво пульсы, поступление которых на так- 4р ляет вводить новое задание и во время товый вход распределителя 8 приводит перемещения объекта.

ll ll к последовательному пробегу сигным ст ойнала 1 на выходах рас

11 I I пределителя 8 По сравнению с известным устро—

0 1 2 ... К К +1, ством, имеющим 2К реверсивных счет1 К9 К + 1,...,2К, ° ° ° 92К9 09 1 9 ° . И TÂÄà ° 45 ч б

) чиков по схеме задания исходных сосЕсли в момент, когда о ъект по тояний предлагаемое устройство имеет

9 только один реверсивный счетчик. Покакой-то причине все же по инерции выходит за пределы эоны останова этому схемная реализация комбинат.е. спускается ниже точки „, а

N а ционного сумматора и шифратора на ь 8 имеет сигнал р основе диодной матрицы проще, чем распределитель имеет сиги а ия (2К вЂ” 1!1 реверсивных

1 " на -ом своем выходе реализация (— ) рев (ic2K) 9то будет иметь место последо- счетчиков, комму . р комм тато а кодов и блока о 11 "1" ы- задания исходных состояний реверсивватдльный "пробег сигнала с выхода -го на -и вых

2К-" од распредели- ных счетчиков в известном устроисттеля 8. В момент, когда сигнал "1" ве, а следовательно, предлагаемое ст ойство является более простым, появится на 2К-м выходе распределите. у р ля 8, блок 3 сравнения начинает срав- чем известное.

)130833

1130833

Фиг.2

Составитель Н. Горбунова

Техред Т.Фанта, Корректор С. Шекмар

Редактор Т. Кугрышева

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

Заказ 9609/34 Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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