Устройство для предотвращения непрограммных движений управляемых механизмов

 

C0IO3 СОВЕ1СКИХ

СОЦИАЛИСТИ 1ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)c Н 03 К 3/286

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4709452/24 (22) 23,06,89 (46) 23.10.91. Бюл. ¹ 39 (71) Тольяттинское отделение Института электронных управляющих машин (72) С.Г.Комиссаров (53) 621.396(088.8) (56) Белогородский С.Л. Автомеханизация управления посадкой самолета,— M.: Транспорт, 1972, с, 298,299, рис. 4.5.2.

Авторское свидетельство СССР № 873390, кл. Н 03 К 3/286, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ НЕПРОГРАММНЫХ ДВИЖЕНИЙ УПРАВЛЯЕМЫХ МЕХАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к автоматизации и механизации и может быть использовано в системах управления технологическим оборудованием. Цель изобретения — упрощение устройства, Устройство содержит источник 1 питания средств контроля, элемент 2 отключения, нормализатор

3, ключ 4, группу элементов 5 памяти, группу нормализаторов б, группу ключей 7, источник 8 питания механизмов, источник 9 питаSU 1686695 А1 ния датчиков, реле 10 контроля с замыкающим контактом 11, элемент запуска 12, датчики 13 параметров, реле 14, электромагниты 15, каналы управления 16 и

17. Принцип действия устройства заключается в кратковременном воздействии на элемент запуска 12, в результате чего при исправном источнике питания механизмов источник питания датчиков подключается к нормализатору, который анализирует его исправность и при положительном исходе анализа устанавливает единичный сигнал на входе сброс блока анализа состояния датчиков, что является сигналом перевода этого блока в режим контроля, а также замь1кает ключ 4 и тем самым подключает напряжение питания источника питания механизмов к второму входу обмотки реле

10. Это, в свою очередь, приводит к подключению силового напряжения к оборудованию. При нарушении работы какого-либо источника питания происходит отключение как силового напряжения, так и напряжения источника питания механизмов от оборудования, что обеспечивает безопасное функционирование устройства. 9 ил.

1686695

Изобре1ение относится к автоматизации и механизации и может быть использовано в системах управления ехнологическим оборудованием, Цель изобретения — повышение надежности за счет контроля наличия всех напряжений питания.

На фиг,1 приведена схема управления механизмами станка; на фиг.2 5- временные диаграммы работы устройства для предотвращения непрограммных движений управляемых механизмов:

На фиг.б и 7 — нормализатор и выходной ключ, соответственно; на фиг,8 и 9-- примеры реализации управления исполнительными механизмами, Устройство для предотвращения непрограммных движений управляемых механизмов содержит (фиг,1) источник 1 питания средств контроля, элемент 2 отключения, нормзлизатор 3, ключ 4, группу элементов 5 памяти, группу нормализаторов 6, группу ключей 7, источник 8 питания механизмов, источник 9 питания датчиков, реле 10 контроля с замыкающим контактом 11, элемент

12 запуска, группу датчиков 13 состояния механизмов, реле 14, электромагниты 15, каналы 16 и 17 управления, привод 18 гидронасоса 19, привоД 20 шпинделя 21, гидрораспределитель 22, гидроцилиндр 23 под-- и инструмента, выключатели 24 — 29, Реле 14 и электромагниты 15 образуют группу исполнительных механизмов 30, На фиг.2-5 цифрами 31-38 обозначены

cYif íçëü нз Выходах и Входах элементов, Отмеченных теми же цифрами на фиг.1 .; и ":.г, - Время действия сформированного сигнала установки в исходное состояHNP. с" BM блока анализа состояния

ДЗТЧИХОВ;

tz — время проверки наличия напряжения источника питания механизмов; з — время возбужденного состояния нормализатора;

1 — время неисправного состояния источника пигания (нз фиг,2 — 4) или реле контроля источника питания механизмов (на фиг.5), Группа элементов 5 памяти, группа нормализаторов 6, группа ключей 7, каналы 16 и 17 образуют блок 48 анализа состояния датчиков, Устройство для предотвращения непрогрзммнь х движений управляемых механизмов работает следующим образом, Устройство приводится в рабочее состояние включением источников 1,8 и 9 в любой последовательности (фиг,2 — 5), Затем при

Воздействии на элемент ",2 запуска напряжение с выхода 32 источника 8 питания механизмов подключается на Вход 33 реле 10 и контроля и при наличии напряжения. достаточного для замыкания контакта 11, коммутирует шину 35 источника .9 питания

5 *датчиков к входу 36 нормализатора 3, в Котором производится преобразование в сигнал с уровнем логической единицы. Сигнал логической единицы с выхода 38 нормализатора 3 воздействует на вход ключа 4, кото10

55 рый коммутирует вход 33 реле 10 к шине 32 источника 8, в результате чего устройство устанавливается в режим автоматического контроля. Сигнал логической единицы с выхода 38 нормализатора 3 так же поступает на инверсные входы сброса элемента 5 памяти, в результате чего разрешается установка элементов 5 в состояние единицы при поступлении сигналов на входы S установки. Если на входе 36 нормализзтора напряжение источника 9 питания датчиков отсутствует, например, по причине неисп- ° равности в источнике 8 или в реле 10 контроля, или в источнике 9 питания датчиков, то на выходе 38 нормализатора 3 появляется сигнал логического нуля, который воздействием на ключ 4 выключает его, а воздействием на входы сброса элементов 5 памяти устанавливает эти сигналы в исходное состояние, отключая таким образом ключи 7 и соответственно исполнительные реле 14 и электромагниты 15, что приводит к остановке вращения привода 18 и 20 и остановке гидроцилиндра 23.

Тзг как Осуществление контроля источников питания механизмов и датчиков, а значит и возбуждение нормализатора 3, производится с запаздыванием относительно момента включения средств контроля (а именно после воздействия на элемент 12 запуска), то сразу же с включением средств контроля на выходе 38 нормализатора 3 появляется сигнал нулевого уровня, устанавливающий элемент 5 памяти в исходное состояние, а затем после появления на входе 36 нормализатора 3 напряжения этот сигнал инвертируется в единичный уровень. С этого момента возможно управление исполнительными механизмами 14 и 15 путем воздействия на входы установки и дополнительные входы сброса элементов 5 памяти сигналами 39 — 44, сформированными путем логических преобразований сигналов датчиков 13, соответствующих конкретным состояниям объекта, посредством каналов 16 и 17 управления блока анализа состояния датчиков.

При этом сигналы с выходов 39,40 и 41 нулевого уровня для Входов установки сооТветствующих элементов 5 памяти являются командами для установки элементов 5 в

1686695

10

55

"единичное" состояние, включающее связанный с ним соответствующий выходной ключ 7 и исполнительные механизмы 14 и

15, Сигналы с выходов 42)43 и 44 нулевого уровня для дополнительнйх входов сброса соответствующих элементов 5 являются командами для установки (реверса) элементов

5 в исходное состояние. отличающее его выходной ключ 7 и исполнительные механизмы 14 и 15.

Если в процессе эксплуатации происходит какая-либо неисправность в любом из источников питания, в том числе при обрыве проводов или неисправности средств контроля, то напряжение на входе 36 нормализатора 3 пропадает и сигнал установки в исходное состояние отключат ключ 4 и устанавливает элемент 5 в исходное состояние (при котором отключены ключи 7 и исполнительные механизмы 14,15) до тех пор, пока не будет устранена неисправность и устройство не будет приведено в состояние контроля источников питания воздействием на элемент 12 запуска (фиг.2 — 5).

Элемент 2 отключения позволяет дистанционно отключать исполнительные механизмы без отключения источников питания.

Нормализатор (фиг.6) состоит из выпрямителя 49, интегратора, включающего рези стор 50 и конден-атор 51, пороговых ограничителей 52 и 53, оптрона 54, транзисторного ключа 55, индикатора 56, триггера

Шмитта 57, Работает нормализатор следующим образом. Сигнал выхода датчика, например датчика 13, через выпрямитель 49 подается на интегратор и через пороговый ограничитель 52 на пороговый ограничитель 53, Пороговым ограничителем 52 определяется нижний порог поступающего напряжения и отсекается помеха ниже этого порогового напряжения. Пороговым ограничителем 53 определяется верхний порог напряжения и шунтируется наложенная помеха выше этого порогового напряжения.

Ограниченный сигнал датчика поступает на светодиод оптрона 54 и возбуждает в нем световое излучение, которое, воздействуя на фотодиод оптрона, изменяет его проводимость, вследствие чего транзистор ключа 55 открывается и напряжение с выхода 31 источника 1 питания средств контроля подается на вход элемента 57 (триггера

Шмитта), с выхода которого нормализованный сигнал используется для обработки информации, в частности, поступает на

R.âõoäû элементов 5 (фиг.1). Наличие сигнала индицируется светодиодом индикатора

56, Ограничение тока осуществляется рези»

45 сторами 58,59 и 60, а фильтрация высокоча статных помех производится конденсатором 61, Ключи 4 и 7 представляют собой транзисторный ключ с гальванической развязкой (фиг,7) и содержит транзисторный релаксационный блокинг-генератор 62, транзисторный детектор 63 нулевых пересечений, транзисторный ключ 64 в диагонали выпрямительного моста 65 и симисторного ключа

66 в последовательной цепи предохранителя 67 и нагрузки 68, например, реле 10 (фиг.1), Включается ключ сигналом единичного уровня, подаваемым на вход транзистора 69, который, в свою очередь, включает релаксационный блокинг-генератор 62.

В релаксационном блокинг-генераторе

62, включающем в себя транзистор 70, возбуждаются автоколебания высокой частоты.

С выходной обмотки трансформатора 71 импульсы выпрямляются диодом 72 и сглаживаются конденсатором 73. Выпрямленное напряжение поступает на транзистор 74 и через диод 75 поступает на вход транзистора 76, включенного в диагональ выпрямительного моста 65. Проводимость транзистора 74 засинхронизирована двухполупериодными импульсами напряжения сети 50 Гц через выпрямительный мост 65 и резистор 77; в связи с чем напряжение с обмотки трансформатора 71 открывает ключ 64 только в моменты прохождения синусоиды напряжения сети через ноль. В этот момент транзистор 76 открывает диагональ выпрямительного моста 65 и напряжение сети поступает на управляющий электрод симисторного ключа 66, который подключает шину сети к последовательно соединенным предохранителю 67 и нагрузке 68.

Канал 16 управления (фиг,8) содержит логические элементы 78 НЕ, логический элемент 79 ИЛИ вЂ” НЕ, логический элемент 80

И вЂ” НЕ.

Сигнал нулевого уровня на выходе 39 формируется при нажатии кнопки 81 или включении датчика 82. Сигнал нулевого уровня на выходе 42 формируется, когда нажата кнопка 83 или не замкнут контакт 84 реле 14 привода 20 шпинделя 21, Канал 17 управления (фиг,9) содержит логические элементы 85 НЕ, логические элементы 86 ИЛИ-НЕ, логические элементы 87

И вЂ” НЕ.

Сигнал нулевого уровня на выходе 40 формируется, если нажата кнопка 88 или нажат датчик 89 и замкнут контакт 90 реле

10 привода 18 гидронасоса 19. Сигнал нулевого уровня на выходе 43 формируется при незамкнутом контакте 91 реле 14 привода

1686695 жг

20 шпинделя 21 или, когда на выходе 41 нет сигнала нулевого уровня.

Сигнал нулевого уровня на выходе 41 формируется, когда нажата кнопка 92 и замкнуты контакт 90 реле 10 привода гидронасоса 19 и датчика 93. Сигнал нулевого уровня на выходе 44 формируется, если разомкнут датчик 94 или на выходе 40 имеется нулевой уровень сигнала, Формула изобретения

Устройство для предотвращения непрограммных движений управляемых механизмов, содержащее источник питания датчиков, источник питания средств контроля, источник питания механизмов, блок анализа состояния .датчиков, группу исполнительных механизмов, элемент запуска, ключ, реле контроля с замыкающим контактом и группу датчиков состояния механизмов, вход питания которых соединен с выходом питания источника питания датчиков, шина которого соединена с общей шиной блока анализа состояния датчиков, информационные входы которого соединены с выходами датчиков состояния механизмов группы, а выходы оценки состояния датчиков — с входами исполнительных механизмов группы, общая шина которых соединена с общей шиной источника питания механизмов и первым входом обмотки реле контроля, а выходы включения-выключения являются выходами устройства. вход коммутации напряжения источника питания механизмов блока анализа состояния датчи5 ков соединен с информационным входом ключа и выходом питания источника питания механизмов, выход ключа соединен с вторым входом обмотки реле контроля, управляющий вход элемента запуска является

10 входом "Пуск" устройства, а управляющий вход ключа — одноименным входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены элемент отключения и нормализа15 тор, общая шина которого соединена с общей шиной источника питания датчиков, вход питания элемента отключения соединен с входом питания группы датчиков состояния механизмов, а выход элемента

20 отключения соединен с первым выводом замыкающего контакта реле контроля, второй вывод которого соединен с информационным входом нормализатора, выход которого соединен с входом сброса блока анализа

25 состояния датчиков и управляющим входом ключа, вход питания элемента запуска подключен к выходу питания источника питания механизмов, выход — к второму входу обмотки реле контроля, управляющий вход элеЗО мента отключения является входом

"Отключение" устройства, 1686695

32

33

Зб

О

38

32

35 о зз зв

Фиг. 4

16f36fi95

1 з1

ЗЗ

Зб о

Фкг. 5

16Я6695

32

37 иг

1685595

Составитель B. Гришин

Техред Ы.Моргентал Корректор M. Кучерявая

Редактор M. Янкавич

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

Заказ 3611 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5