Устройство для программного управления объектом с к - ступенчатым остановом

 

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов и может быть использовано в системах управления объектов. Цель изобретения - упрощение процесса переналадки устройства - достигается введением новых блоков и функциональных связей, позволяющих путем замены микросхем памяти переналаживать устройство на вьтолнение другой программы. Устройство для программного управления объектом с К-ступенчатым остановом содержит датчик перемещения, реверсивный счетчик, сумматор, блок ввода, элементы И, исполнительный блок, блоки памяти, элементы И-НЕ. Упрощение процесса переналадки устройства достигается введением двух блоков памяти, а также применением двух элементов И-НЕ и одного элемента И. 2 ил. i (Л ю 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (S1) 4 С 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и

В: ц л -.

Ф .»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3905864/24-24 (22) 05.06.85

t (46) 30.01.87. Бюл. И- 4 (71) Украинский государственный проектный институт "Металлургавтомати-. ка (72) Г.И.Лошкарев, B.À.Ñóïðóíåíêo и В.С.Вакула (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1130833, кл. G 05 В 19/18, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1007085, кл. G 05 B 19/18.

Авторское свидетельство СССР

И 1196813, кл. G 05 В 19/18, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ С К-СТУПЕНЧАТЫМ

ОСТАНОВОМ (57) Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов и может быть использовано в системах управления объектов. Цель изобретения — упрощение процесса переналадки устройства — достигается введе-. нием новых блоков и функциональных связей, позволяющих путем замены микросхем памяти переналаживать устройство на выполнение другой программы.

Устройство для программного управления объектом с К-ступенчатым остановом содержит датчик перемещения, реверсивный счетчик, сумматор, блок ввода, элементы И, исполнительный блок, блоки памяти, элементы И-НЕ.

Упрощение процесса переналадки устройства достигается введением двух блоков памяти, а также применением двух элементов И-НЕ и одного элемента И. 2 ил.

1 128710

Изобретение относится к 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 комп лексов, а также в системах управления перемещением кислородной фурмы в 10 конверторах.

Целью изобретения является упрощение переналадки устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — зоны действия команд управления устройства К-ступенчатого останова. (Устройство содержит датчик 1 перемещения, подключенный к реверсивному счетчику 2 импульсов, сумматор

3, соединенный первым и вторым входами соответственно с выходами .реверсивного счетчика 2 и. блока 4 ввода, первый 5 и второй 6 элементы И, подключенные первыми входами соответственно к инверсному и прямому выходам переноса сумматора 3, вторыми входами — к управляющему выходу блока 4 ввода, а выходам — к соответствующим 3О управляющим входам исполнительного блока 7. Прямые и инверсные выходы

m младших разрядов сумматора 3 подключены соответственно к адресным входам первого 8 и второго 9 .блоков памяти. Вход выборки второго блока 9 памяти, связанной с одним входом третьего элемента И 10 соединен с выходом первого элемента И-НЕ 11,подключенного входами к прямым выходам 4О и-пг старших разрядов сумматора 3 и к его инверсному выходу переноса. Вход выборки первого блока 8 памяти, связанный с другим входом третьего элемента И 10, соединен с выходом второго. элемента И-НЕ 12, подключенного входами к инверсным выходам п-ш старших разрядов сумматора 3 и к его прямому выходу переноса. Выход третьего элемента И 10 и попарно объединенные одноименные выходы блоков памяти 8 и 9 подключены к соответствующим информационным входам исполнительного блока.

В качестве импульсного датчика 1 перемещения может быть использован любой известный датчик со схемой формирования импульсов на шинах (+) и

8 2 (-) в зависимости от направления перемещения объекта.

Сумматор 3 представляет собой любой из известных сумматоров комбинационного типа и выполняет непрерывное вычисление кода рассогласования

Т-N 0 . Это обеспечивается тему что на одни входы сумматора 3 код текущего положения объекта Т поступает с выходов реверсивного счетчика 2 импульсов в прямом двоичном коде, а на другие входы сумматора 3 код заданной точки останова N поступает с информационных вьгходов блока 4 ввода в обратном двоичном коде. В случае несовпадения координат Т и Nд знак несовпадения и направление перемещения объекта. определяются единичным уровнем сигналов переноса Р и Р сумматора 3.

Если T > N> (объект находится выше точки останова), единичный сигнал присутствует на прямом выходе переноса Р, при этом на прямых информационньгх выходах S .-.S„ сумматора 3 код рассогласования Т-N представлен прямым двоичным кодом "-1".

Если Т i N (объект находится ниже точки останова), единичный сигнал присутствует на инверсном выходе переноса Р, а код рассогласования Т-N представлен прямым двоичным кодом на инверсных информационньгх выходах

S, ...S„ ñóììàòîðà 3.

В качестве блоков 8 и 9 памяти могут использоваться как ППЗУ вЂ” однократно программируемые пользователем при помощи плавких перемычек ПЗУ (например, 155 РЕЗ, PKP556PT4), так и РПЗУ вЂ” репрограммируемые ПЗУ, допускающие неоднократное стирание и запись информации (например, К573РФ1, К573РФ2). Каждой дискретной координате участка тормозного пути соответствует определенная ячейка ПЗУ с записанным в нее словом, определяющим значение скорости, с которой объект должен проходить данную координату, причем значение скорости однозначно зависит от того, в каком разряде слова записана "1" ("1" в первом разряде слова соответствует первой скорости V,, "1" во втором разряде — второй скорости V и т.д.). В блоке 8 записана программа торможения для пуска объекта, т.е. для случая, когда T>N (объект находится вьппе точки останова), а в блоке 9 записана з 12871 программа торможения для подъема объекта, т.е. для случая, когда Т < N (объект находится ниже точки останова). Выборка соответствующего элемента ПЗУ. осуществляется при достижении объектом границы максимально возможного участка торможения Х (фиг.2), определяемого младшими разрядами, когда рассогласования T-N, .

Это обеспечивается тем, что, например !О при спуске объекта и достижении rpaIll ницы участка торможения Х=2, на инверсных выходах старших разрядов сумматора 3 и на его прямом выходе переноса присутствуют "1". При этом собирается схема совпадения на элементе И-НЕ 12 и нулевым сигналом с его выхода разрешается работа блока 8 памяти, на адресные входы которого код рассогласования (Т-N, ), представлен- 20 ный прямым двоичным кодом "-1", поступает с прямых выходов m младших разрядов сумматора 3. При подъеме объекта и достижении участка торможения

Х=2 собирается схема совпадения на элементе И-НЕ 11 и разрешается работа блока 9, на адресные входы которого код рассогласования (Т-N ),представленный прямым двоичным кодом, поступает с инверсных выходов младших разрядов сумматора 3.

Используя, например, ППЗУ типа

166РЕЗ, можно организовать 8-ступен чатое торможение объекта с максимальной длиной тормозного пути, равной 35

32 дискретным позициям, а при исйользовании РПЗУ типа К573РФ2 — 8 -ступенчатое торможение объекта с максимальйой длиной тормозного пути, равной 2048 дискретным позициям. При не-40 обходимости увеличения тормозного пути или числа ступеней торможения можно использовать параллельное включение двух и более соответствующих микросхем ПЗУ. .45

Исполнительный блок 7 (например, привод) выдает соответствующее управляющее воздействие на объект управления, если на выходе элемента 50

И 5 (или на выходе элемента И 6) будет присутствовать "1" (это является для вертикального перемещения объекта командой "Подъем" или соответственно командой "Спуск" ) и если сигнал "1" будет присутствовать на одном из информационных входов исполнительного блока 7, при этом ско-: рость V< перемещения объекта вне, зо08 4 ны торможения определяется единичным сигналом на выходе элемента И 10 а скорость перемещения объекта на участке торможения определяется номером выхода блоков 8 или 9, на котором присутствует "1".

Устройство работает следующим образом.

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

Задание точки останова (ввод программы) пока еще не производилось,т.е. как на информационных, так и на управляющем выходах блока 4 ввода присутствуют 0 . На управляющие и информационные входы исполнительного блока 7 поступают "0", т.е. на объект управления никакого воздействия не оказывают. Затем производится ввод программ. Код задаваемой точки останова N представленный обратным двоичным кодом (инверсное значение N ), поступает с информационных выходов блока 4 ввода на сумматор 3, где вычисляется расстояние Т-N . Так как объект расположен выше точки останова (Т ) И ), то единичный сигнал формируется на прямом выходе переноса

P сумматора 3, при этом на его прямых информационных выходах S ...S„ рассогласование Т-И представлено прямым двоичным кодом "-1".

Если Т-N ) Х (объект находится вне эоны максимально возможного участка торможения), то при появлении единичного сигнала на управляющем выходе блока 4 ввода, последовавшем за вводом программы, имеем команду "Спуск" на скорости (сигнал "1" присутствует на выходе элемента И 6 и на выходе элемента И 10), при этом выборка программ торможения, записанных в блоках 8 и 9 запрещена.

Спуск на скорости V," будет производиться до тех пор ° пока Т-И >Х. В момент прохода объектом точки N =

=N + Х (границЫ зоны максимального возможного тормозного пути) нулевым сигналом с выхода элемента И-НЕ 12 разрешается работа блока 8 с записанной в нем программой торможения при спуске объекта.

Так как в рассматриваемом случае требуемый тормозной путь Xg меньше максимально возможного тормозного пу5

1287108 ти Х, (фиг.2), то участок пути от точки N до точки N объект должен

1 пройти с прежней скоростью V . Это

1 достигается тем, что в ячейках блока 8, соответствующих каждой дис- 5 кретной координате участка пути от

N до N,; "1" записана в первом разряде слова, благодаря чему при последовательной выборке этих ячеек m младшими разрядами кода рассогласования

Т-N единичный сигнал будет постоянно присутствовать на первом выходе блока 8, и следовательно объект будет продолжать спуск на скорости Ч, При достижении точки N, (порога снижения скорости) объект автоматически переходит на пониженную скорость

V, с которой осуществляется его дальнейший спуск до точки N

Это обеспечивается тем, что в ячейках блок 8, соответствующих каждой дискретной координате участка тормозного пути Х, — Х (от точки И, до точки N ), "1" записана во вторых разрядах и следовательно при прохождении объектом данного участка пути и сопровождаемой при этом последовательной выборке указанных ячеек ПЗУ единичный сигнал будет постоянно присутствовать на втором выходе блока

8, поддерживая тем самым скорость объекта V .

При достижении точки Nz происходит автоматический переход на скорость

V и т.д. 35

В момент, когда объект будет (фиг.2) проходить вниз мимо точки

N„ (точки отключения двигателя с упреждением при спуске), управляющее воздействие с объекта снимается.

Объект вошел в зону останова. Эта зона характерна тем, что пока объект управления находится в ее пределах, ни на одном из информационных входов исполнительного блока 7 "1" не появится. Это обеспечивается тем, что в ячейках блоков 8 и 9, соответствующих каждой дискретной координате участков Х „ и Х „ зоны останова, не записана и, следовательно, при последовательной выборке этих ячеек в результате выбега объекта ни на одном из выходов блоков 8 и 9 "1" не появляется.

При подъеме объекта (возврат в 5 зону останова) в момент прохождения мимо точки N (точка отключения двигателя с упреждением при подъеме) управляющее воздействие с объекта снимается. И пока объект находится в

5р зоне останова, исполнительный блок 7 не оказывает управляющего воздействия на объект управления, т.е. двигатель отключен в этом случае с упреждением при подъеме.

Предлагаемое устройство, имея простой алгоритм работы, позволяет помимо многоступенчатого останова про.изводить реверс перемещения объекта в случае его случайного выбега за

Таким образом, если объект находится в зоне останова, то ввиду того, что ни на одном из информационных входов исполнительного блока 7 "1Г не появляется, отсутствует команда на движение.

Если при спуске объект "проскочит" зону останова, т.е. спустится ниже точки N „, происходит возврат объекта в зону останова по следующим причинам.

Когда объект за счет выбега опускается ниже точки останова N, то команда Спуск меняется на команду

"Подъем", так как Т с N и единичный о сигнал формируется уже на инверсном выходе переноса P сумматора 3. Одновременно собирается схема совпадения на элементе И-НЕ ll и нулевым сигналом с его выхода разрешается работа блока 9 с записанной в нем программой торможения при подъеме объекта. Но пока объект еще находится в зоне останова (на участке от точки

N до точки N« ), единичный сигнал ни на одном из выходов блока 9 не появляется, так как в его ячейках соответствующих каждой дискретной координате этого участка "1", не запи— сана и исполнительный блок 7 не оказывает управляющего воздействия на объект управления.

Если объект по какой-то причине все же вышел за пределы зоны останова (т.е. опустился ниже точки N« ) то кодом рассогласования Т-И,, снимаемым с инверсных выходов сумматора 3, выбираются ячейки блока 9, соответствующие дискретным координатам участка тормозного пути Х вЂ” Х расположенного ниже точки И, в которых ЕДИНИЦА записана в последнем (К-м) разряде. Так как в этот момент

"1" присутствует на выходе P сумматора 3, то осуществляется подъем на

CKOpQCTH V

1287!08 пределы зоны останова, а также позволяет вводить новое задание и во время перемещения объекта, при этом время выбора направления и скорости перемещения объекта в нем сведено к минимуму, так как определяется лишь собственным временем (переключения) задержки логических элементов схемы и не превышает десятки нс. Предлагаемое устройство по сравнению с про- о тотипом отличается простотой технической реализации, так как не требует К-устойчивого элемента (распределителя импульсов) и управляемого генератора тактовых импульсов, что, в свою очередь, повышает надежность

его работы. Кроме того, в случае изменения программы торможения микросхему ПЗУ легко можно заменить другой с новой программой. Благодаря это-2О му возможна оперативная перестройка программы торможения, для чего устройство может снабжаться комплектом микросхем ПЗУ с записанными в них программами для различных случаев торможения и перестройка сводится к замене одних микросхем ПЗУ другими, которые устанавливаются в соответствующие панельки платы устройства.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для программного управления объектом с К-ступенчатым остановом, содержащее датчик перемещения, 35 первый и второй выходы которого подключены к первому и второму входам счетчика импульсов, выход которого подключен к первому входу сумматора, вторые входы которого подключены к первым выходам блока ввода, вторые выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов

И, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами сумматора соответственно, а выходы — с первым и вторым входами исполнительного блока соответственно, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью.упрощения переналадки устройства, в него введены первый и второй элементы И-НЕ, третий элемент И, а также первый и второй блоки памяти, подключенныепервыми входами к третьим и четвертым выходам сумматора, пятые и шестые выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов

И-HE соответственно, выходы первого элемента И-НЕ соединены с первым входом третьего элемента И и со вторым входом первого элемента памяти, выходы которого объединены поразрядно с соответствующими выходами второго блока памяти и соединены с третьими входами исполнительного блока, четвертый вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй вход которого соединен со вторым входом второго блока памяти и с выходом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен со вторым выходом сумматора, первый выход которого соединен со вторым входом первого элемента И-НЕ.

1287108

1287108

Составитель 0.Ольшанский

Редактор К.Волощук Техред JI.Ñåðäþêîâà Корректор И.Муска

Заказ 7715/50 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4