Устройство для моделирования работы транспортных систем

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам цифрового моделирования, и может быть использовано в системах автоматизированного проектирования автоматитизированных систем управления технологическими процессами. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности имитации гибкого производственного комплекса. С этой целью в устройство, содержащее генератор 15 импульсов, коммутаторы, группу элементов И 14, элементы И 21, 22 и группу 27 имитаторов транспортных средств, введены регистр 16, коммутаторы 1, 4, группы элементов И 12-13,блоки 29-31 формирования очереди,группа имитаторов 28 производственных модулей и имитатор 32 склада с соответствующими связями. 4 з.п. ф-лы. 5 ил. (О

союз советсних

СОЦИАЛИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1631550

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГИНТ СССР (21) 4019761/24-24 (22) 04.02.86 (46) 28.02.91. Бюл. ¹ 8 (72) В,И.Еремеев, Н.В,Аверин, Л.З.Красильщиков, Н.Г.Алферьев и И.Д.Соболев (53) 681.325(088.8) (56) Гибкое автоматическое производство/Под ред,С.A.Èàéoðosà и др.—

Л,, Машиностроение, 1985, с.62-63, Авторское свидетельство СССР № 1 170459, кл. С 06 Р 15/20, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

РАБОТЫ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к вычислительнои технике, в частности к устройствам цифрового моделирования, и может быть использовано в системах (51)5 G 06 Р 15/20, 15/46, 15/50 автоматизированного проектирования автоматитизированных систем управления технологическими процессами.

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет возможности имитации гибкого производственного комплекса. С этой целью в устройство, содержащее генератор 15 импульсов, коммутаторы, группу элементов И 14, элементы И

21, 22 и группу 27 имитаторов транспортных средств, введены регистр

16, коммутаторы 1, 4, группы элементов И 12-13,блоки 29-3 1 формирования очереди, группа имитаторов 28 производственных модулей и имитатор 32 склада с соответствующими связями. 4 з.п. ф-лы. 5 ил.

1631550

45

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам цифрового моделирования, и может быть использовано в системах автоматизированного проектирования автоматизированных систем управления технологическими процессами.

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет возможности имитации гибкого производственного комплекса.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 — схема имитатора производственного модуля, на фиг. 3 — схема имитатора транспортного средства; на фиг. 4 — схема имитатора склада, на фиг. 5 схема блока формирования очереди.

Устройство содержит коммутаторы

1 — 11, группы 12-14 элементов И, генератор 15 импульсов, регистры 1620, элементы И 21-26, группу 27 имитаторов транспортных средств, группу 28 имитаторов производственных 25 модулей, блоки 29-31 формирования очередей, имитатор 32 склада, элементы 33-36 задержки, счетчики 37-43, триггеры 44-49, элементы ИЛИ 50-54,. элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 55,вход 56 .логической единицы, входы 57 и 58 и ,. выходы 59, 60 группы 28, входы 61-65 и выходы 66-69, группы 27, входы 7072 и выходы 73-76 имитатора 32, реверсивный счетчик 77 и сдвиговый ре" гистр 78.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройства обнуляют счетчики 37-43 и 77. В ре- 40 гистр 16 заносят заданное число коммутируемых входов-выходов коммутаторов. В регистры 17-20 заносят соответственно время обработки (ТС) партии деталей на производственных модулях, время движения транспортных средств от позиций выгрузки производственных модулей до склада (Т2) и от склада до позиций загрузки производственных модулей (Т1), время движения штабелера склада (Т1 1) .

Триггеры 44, 45 и 47 сброшены, а триггеры 46, 48 и 49 установлены в

tl1ll

На входе блоков 29 и 31 имеются нулевые значения запросов, а на вхо55 де блока 30 — значения запросов на загрузку производственных модулей, равные "1".

Генератор 15 вырабатывает первый импульс и вначале выход коммутатора

Ф

10 блока 30 подключают к его первому входу. На выходе коммутатора 10 имеется сигнал "1". Содержимое счетчика 43 устанавливается сигналом с выхода генератора 15 импульсов и в данном случае равно единице. Содержимое счетчика 77 устанавливается сигналами с выхода элемента И 26 и выхода коммутатора 10. В данном случае оно равно единице, так как отсутствует сигнал с выхода элемента И 26 (нет признака элемента очереди с выхода регистра 78). Поскольку входы счетчика 77 одновременно являются управляющими, то содержимое счетчика

77 (равное единице) поступает на управляющий вход коммутатора 11, в котором происходит подключение входа к

его первому выходу. Сигнал с выхода коммутатора 10 поступает на вход счетчика 43, разрешая считывание с него информации через коммутатор 11 в регистр 78 на место первого элемента очереди. На входах элемента И 26 блока 30 есть сигналы готовности имитатора 32 склада и признака элемента очереди с регистра 78. Сигнал с выхода элемента 26 поступает на вход управления сдвигом регистра 78, при этом код первого элемента очереди поступает на выход блока 30., Содержимое регистра 78 сдвигается вправо на элемент очереди и на выходе регистра 78 появляется нулевой признак элемента очереди, Одновременно сигнал с выхода элемента И 26 поступает на вход счетчика 77, уменьшая его значение на единицу (становится равным нулю).

Сигнал с входа 70 коммутатора 7 поступает на его выход, на вход сброса триггера 49 (сбрасывается готовность имитатора 32 склада) и на вход элемента 36 задержки..Происходит имитация работы склада по загрузке первого транспортного средства. Через время ТШ устанавливается готовность имитатора 32 склада (сигналом с выхода элемента 36 задержки через выход 73 и при готовности имитатора транспортного средства группы 27 с выхода коммутатора 1 через коммутатор

3 на вход 72 элемента 53 ИЛИ и на установочный вход триггера 49).

Для исключения из рассмотрения запросов, поставленных в очередь или

1631550

5 находящихся на выполнении, в блоке формирования очереди предусмотрен элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 55. Сигналы

"1" поступают на него с выхода коммутатора 10 и выхода элемента 54 ИЛИ.

Сигнал "1" с выхода элемента 55 поступает на управляющий вход коммутатора 10, где происходит отключение скоммутированного в данный момент входа, и при последующих коммутациях этого входа сигнал с него не проходит на выход коммутатора 10 до появления следующего сигнала "1" с выхода элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 55, появ- 15 ляющегося в момент исчезновения сигнала на входе коммутатора 10.

Генератор 15 вырабатывает второй импульс. На выход. коммутатора 10 поступает сигнал с его второго входа. 20

Значение счетчика 43 становится равным двум, а счетчика 77 — единице. В . первый элемент очереди регистра 78 записывается код, соответствующий второму производственному модулю. Этот 25 элемент очереди не поступает на выход блока 30, так как не появился еще сигнал готовности имитатора 32 склада (происходит отработка запроса первого производственного модуля).

Элемент 55 отключает второй вход коммутатора 10.

Генератор 15 вырабатывает третий импульс ° На выход коммутатора 10 поступает сигнал с его третьего входа.

Значение счетчика 43 становится рав35 ным трем, а счетчика 77 — двум. Во второй элемент очереди регистра 78 записывается код, соответствующий третьему производственному модулю, 40 и т.д. до рассмотрения запросов всех производственных модулей, число которых поступает на задающий вход коммутатора 10 с регистра 16. Элемент 55 отключает все входы комму45 татора 10.

Генератор 15 вырабатывает следующий импульс. Происходит сброс счетчика 43. Хотя на выходах 60 имита" .торов группы 28 есть сигналы, входы коммутатора 10 отключены от е. о выхода, эти сигналы не проходят на выход коммутатора 10.

Через время ТШ, поступающее в элемент 36 задержки с регистра 20, на выходе элемента 36 — код номера про изводственного модуля, на который происходит загрузка тары, который через коммутаторы 8, 4 и элементы

И 22 и 21 (при наличии готовности имитатора транспортного средства) поступает на выходы 61 и 64 коммутатора 2. На входе 64 имитатора транспортного средства имеечся код производственного модуля, который загружают, а на входе 61 — сигнал, устанавливающий прямой выход триггера 47 (имитация загрузки транспортного средства из склада). Сигнал с входа 64 поступает на вход сброса триггера 48, сбрасывая готовность имитатора транспортного средства.

Через время Т1, поступающее в элемент 35 задержки из регистра 19, по коду, поступающему с входа 65 и соответствующему времени движения транспортного средства до загружаемого производственного модуля, на выходе элемента 35 задержки имеется сигнал кода, который поступает на вход коммутатора 5 и далее на его выход

67, так как есть сигнал на прямом выходе триггера 47 (транспортное средство загружено).

Логическая функция соединения выхода 67 коммутатора 5 с входом сброса триггера 47 исходит из того, что происходит имитация разгрузки транспортного средства на производственный модуль и на прямом выходе триггера 47 появляется сигнал "0".

Сигнал кода с выхода 67 поступает на элементы И группы 12, на соответствующем выходе которой появляется сигнал "1", который поступает на вход 58 триггера 46 соответствующего имитатора группы 28, происходит сброс триггера 46 (снятие запроса на загрузку). На соответствующем входе блока 30 формирования очереди сигнал

"0" и при подключении выхода комму.татора 10 к этому сигналу на входах элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ 55 сигналы

"0", следовательно, на его выходе появляется сгигнал "1", который поступает на управляющий вход коммутатора 10 и подключает поступающий сигнал к входу коммутатора 10. Этот вход коммутатора 10 готов принять следующий запрос на загрузку этого производственного модуля.

На инверсных входах элемента 24

И сигналы "Q следовательно на его выходе сигнал "1". Выходы триг,геров 45 и 46 устанавливаются "1".

Нроисходит имитация перегрузки тары с накопителя загрузки на стол пози1631550

25

35

50 цнонирования станка. Появляется следующий запрос на загрузку этого производственного модуля. Этот запрос с выхода триггера 46 ставится последним в очередь в регистре 78 блока

30. На вход элемента 38 задержки по" ступает сигнал. Начинается имитация обработки партии деталей.

После выдачи сигнала в коммутатор

5 имитатора. группы 27 он поступает также на вход элемента 34 задержки, где через время Т2 движения транспортного средства от производственного, модуля до пункта адресации на складе, поступающее с регистра 18 по

Iкоду с входа 65, появляется сигнал на входе установки триггера 48, так как транспортное средство не загружено и есть сигнал на инверсном выходе триггера 47. На выходе триггера

48 появляется сигнал готовности тран" спортного средства к следующей транспортной операции.

Логическая функция соединения выхода коммутатора 6 с входом уставки триггера 48 исходит из того, что происходит имитация прибытия незагруженного средства (после загрузки производственного модуля) к пункту адресации, и появляется готовность имитатора транспортного средства.

После завершения времени ТС обработки партии деталей, поступающего в элемент 33 задержки с регистра

17, на выходе элемента И 23 появляется сигнал "1", так как íà его инверсном входе имеется сигнал 0 о

I I 11 незанятости позиции разгрузки. Сигнал с выхода элемента И 23 сбрасывает триггер 45 и устанавливает триггер 44. Происходит имитация перегрузки тары со станка на позицию выгрузки. Появляется сигнал на выходе 59, который в регистре 78 блока 31 ставится последним в очередь, и, если есть готовность транспортного сред; ства с выхода коммутатора 3 при отсутствии запросов на загрузку производственных модулей, происходит имитация выгрузки накопителя модуля и разгрузки транспортного средства на склад.

Логическая функция соединения выхода коммутатора 5 с входом, установки триггера 47 исходит из того, что происходит имитация загрузки транспортного средства и производственноro модуля, при этом на прямом выходе триггера 47 появляется сигнал "1".

Работа транспортного средства при разгрузке накопителя модуля отличается тем, что через время Т1 сигнал кода с выхода элемента 35 задержки поступает на выход 66 коммутатора 5 (так как транспортное средство свободно) и на вход установки триггера

47. С выхода 66 код поступает на входы элементов И группы 13, на соответствующем выходе которой появляется сигнал "1", поступающий на вход

57 соответствующего имитатора группы

28, сбрасывая триггер 44.

Через время Т2 сигнал с выхода 68 (так как появился сигнал на прямом выходе триггера 47) поступает на соответствующий вход блока 29 формирования очереди, где ставится последним в очередь в регистре 78.

При опросе коммутатором 10. блока

29 запросов с выходов, имитаторов группы 27 на выходе коммутатора 10 появляется сигнал при значении счетчика 43, равном номеру транспортного средства, которое разгружается на склад, и это значение поступает в элемент очереди регистра 78, на выходе которого появляется сигнал признака элемента очереди, поступающий на управляющие входы коммутаторов 79 и при готовности имитатора 32 склада элемент очереди поступает на вход .71 коммутатора 7. Начинается имитация разгрузки тары с транспортного средства на склад, после завергшения которой сигнал с выхода элемента 36 задержки устанавливает готовность имитатора 32 склада, поступая через элемент ИЛИ 53 на вход установки триггера 49. Код элемента очереди с выхода 76 коммутатора 8 поступает на входы элементов И группы 14, на соответствующем выходе которой появляется сигнал "1", поступающий на входы 62 и 63 соответствующего имитатора транспортного средства группы 27;

Сигнал с выхода группы 14, поступая на вход 63, устанавливает готовность имитатора группы 27 (триггер 48).

Сигнал с входа 62, поступает на вход сброса триггера 47. Происходит имитация разгрузки транспортного средства на склад. Если после разгрузки

1 транспортного средства на склад в мо мент появления сигнала на выходе 76 коммутатора 8 есть признак эле1631550

10 мента очереди на загрузку производственного модуля (с входа 70), то на выходе элемента И 25 появляется сигнал, поступающий на управляющие входы коммутаторов 7-8. При этом

5 . происходит имитация загрузки транспортного средства из склада, которое только что разгрузилось.

При одновременном наличии запросов на загрузку модуля, разгрузку модуля и разгрузку транспортного средства на склад происходит имитация разгрузки транспортного средства, отправление свободного транспортного средства к накопителю выгрузки модуля (при отсутствии готовности склада) или загрузку и отправление транспортного средства к накопителю загрузки модуля (при наличии сигнала готовности склада).

Счетчики 37-42 фиксируют работу имитаторов склада, производственных мо, дулей и транспортных средств.

По показаниям счетчиков 37-42 мож-25 но рассчитать коэффициенты загрузки производственных модулей и транспортных средств, на основании которых по критерию максимизации коэффициентов загрузки производственных модулей мож-30 но определить оптимальное количество транспортных средств гибкого производственного комплекса, взаимное расположение производственных модулей, маршруты движения транспортных средств

:и требуемое количество деталей в од ной таре.

Формула и з о б р е т е н и я

1.. Устройство для моделирования работы транспортных систем, содержащее генератор импульсов, первый и.второй коммутаторы, группу элементов

И, два элемента И, группу имитаторов транспортных средств, входы управления загрузкой транспортных средств которых соединены с первым выходом первого коммутатора, о т л и ч а ю.щ е е с я тем что» с целью yÐсшире 0

3 ния области применения устройства за счет возможности имитации гибкого производственного комплекса, в него введены регистр, третий и четвертый коммутатор, вторая и третья группа элементов И, три блока формирования очереди, группа имитаторов производственных модулей и имитатор склада, первый и второй выходы признака готовности которого соединены с входамизапуска первого и второго блоков

I формирования очереди соответственно, вход запуска третьего блока формирования очереди соединен с первым выходом второго коммутатора, второй выход которого соединен с входом управления готовностью имитатора склада, первый выход признака завершения складской операции соединен с первым информационным и управляющим входами третьего коммутатора, управляющим входом второго коммутатора и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого коммутатора, информационным входом второго коммутатора и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом призна- . ка элемента очереди третьего блока формирования очереди, входы признаков запроса которого соединены с выходами запросов на разгрузку имитаторов производственных модулей группы, выходы запросов на загрузку которых соединены с входами признаков запроса второго блока формирования очереди, выход признака элемента очереди которого соединен с первым информационным входом имитатора склада, второй информационный вход которого. соединен с выходом признака элемента очереди первого блока формирования очереди, входы признаков запроса которого соединены с выходами запросов на разгрузку имитаторов транспортных средств группы, информационные входы которых соединены с вторым выходом первого коммутатора, первый и второй информационные входы которого соединены с выходом первого и второго элементов И соответственно, выход генератора импульсов соединен с тактовыми входами первого и четвертого коммутаторов и с первого по третий блоков формирования очередей, входы задания числа коммутируемых входов с первого по третий блоков формирования очередей и четвертого коммутатора и вход задания числа коммутируемых выходов первого коммутатора соединены с выходом регистра, второй выход признака завершения ск .падской операции соединен с первыми входами элементов И первой

1631550

12 группы, выходы которых соединены с входами управления готовностью и разгрузкой имитаторов транспортных . средств группы соответственно, входы управления считыванием кодов дли5 тельности задержек которых соединены с выходом второго элемента И, вы1ходы признаков готовности имитаторов транспортных средств группы соединены с информационныьщ входами четвертого коммутатора, выходы управления загрузкой и разгрузкой производственных модулей HMHTRTopoB транспортных средств группы. соединены с первьии входами элементбв И второй и третьей групп соответствен-. но, выходы которых соединены с azoдами управления загрузкой и разгрузкой имитаторов производственных модулей группы, вторые входы элементов И с первой по третью групп соединены с входом логической единицы устройства, 2. Устройство по п. 1, о т л и — 25 ч а ю щ е е с я тем, что имитатор производственного модуля группы содержит три триггера, три счетчика, два элемента И, элемент задержки и регистр, выход которого соединен с Зп входом задания длительности задержки элемента задержки, выход которого соединен с прямым входом первого элемента И, инверсный вход которого соединен с выходом первого триггера, счетным входом первого счетчика и выходом запроса на разгрузку имитатора, вход управления разгрузкой которого соединен с входом сброса первого триггера; вход установки кото- 4О рого соединен с выходом первого элемента И и входом сброса второго триггера, выход которого соединен со счетным входом1. второго счетчика и первым инверсным входом второго элемента И, выход которого соединен с информационным входом элемента задерж ки и входами установки второго и третьего триггера, выход третьего триггера соединен с вторым инверсным входом второго элемента И, счетным входом третьего счетчика и выходом запроса на загрузку имитатора, вход управления загрузкой которого соединен с входом сброса третьего триггера.

3, Устроиство по и. 1, ч а ю щ е е с я тем, что имитатор транспортного средства группы содержит два триггера, два коммутатора, два счетчика, два регистра, два зле|мента задержки и три элемента ИЛИ, вход управления считыванием кода длительности задержек имитатора соединен с входами разрешения считыванием первого и второго регистров, выходы которых соединены с входами задания. длительности задержек первого и второго элемента задержки соответственно, информационный вход имитатора сое-. динен с входом сброса первого триггера и информационным входом первого элемента задержки, выход которого со-. единен с информационными входами первого коммутатора и второго элемента задержки, выход которого соединен с информационным входом второго коммутатора, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки первого триггера, выход, которого соединен со счетным входом первого счетчика и выходом признака готовности имитатора, вход управления готовностью которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй выход второго коммутатора является выходом запроса на разгрузку имитатора, входы управления разгрузкой и загрузкой которого соединены с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ соответственно, выходы которых соединены с входами сброса и установки второго триггера соответственно, инверсный и прямой выходы которого соединены с первым и вторыми управляющими входами соответственно первого и второго коммутатора, первый и. второй выходы первого коммутатора соединены с вторыми входами втф » рого и третьего элементов ИЛИ и выходами управления загрузкой и разгрузкой производственного модуля имитатора, прямой выход второго .. триггера соединен со счетным входом второго счетчика.

4. 7CTpOHCTBO IIO B 1, ч а ю щ е е с я тем, что имитатор склада содержит три коммутатора, счетчик, триггер, элемент И, элемент

ИЛИ, элемент задержки и регистр, выход которого соединен с входом saдания длительности задержки элемента задержки, выход которого соединен с информационным входом первого коммутатора, первый и второй выхо%

14

5. Устройство по и. t о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок формирования очереди содержит два коммутатора, счетчик, элемент И, зле35 ды которого являются первым и вторым выходами признаков завершения складской операции имитатора, первый и второй выходы признака готовности которого соединены с первым и вторым выходами второго коммутатора, информационный вход которого соединен со счетным входом счетчика и выходом

1 триггера, вход сброса которого соединен с информационным входом эле мента задержки и выходом третьего коммутатора, первые информационный и управляющий входы которого соеди нены с первыми управляющими входами первого и второго коммутаторов и с вторым информационным входом имитатора, первый информационный вход которого соединен с вторым.информационным входом третьего коммутатора и первым входом элемента И, выход которого соединен с вторыми управляющими входами с первого по третий коммутаторов, вход управления готовности имитатора соединен с пер- 25 вым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса триггера, второй выход первого коммутатора соединен с вторыми входами элемента ИЛИ и элемента И. 30 мент ИЛИ, реверсивный счетчик, элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ и сдвиговый регистр, выход младшего разряда которого является выходом признака элемента очереди блока и соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом управления сдвигом сдвигового регистра и вычитающим входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, выходы которого соединены с установочными входами разрядов сдвигового регистра, вход кода запроса блока соединен с входами элементов ИЛИ и информационными входами второго коммутатора, выход которого соединен со счетным входом счетчика, суммирующим входом реверсивного счетчика и гервым входом элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, вход задания числа коммутируемых входов блока соединен с входом задания числа коммутируемых входов второго коммутатора и установочным входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом первого коммутатора, второй вход элемента И является входом запуска блока, тактовый вход которого соединен с тактовыми входами счетчика и второго коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ.

1631550

1631550

Составитель В.Еремеев

Техред Л.Сердюкова, Корректор C.Øåêìàð

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 547 Тираж 415 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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