Устройство для управления много-координатными технологическимиагрегатами

 

Оп ИСАН И Е()ВЦ220

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.12.78 (21) 2699867/18-24 с присоединением заявки ¹ (51) М К. з

G 05В 19/417 (53) УДК 621.91-529 (088.8) по делам изобретений (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 и открытий (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (72) Авторы изобретения

В. Н. Дружин, В. Г. Жуковский и Н. Ф. Твердохлебов с. „, т- а с "ят т 1

l ;,1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МНОГОКООРДИНАТНЪ|МИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ

АГРЕГАТАМИ

Государственный комитет

23 Приоритет

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в автоматизированных системах программного управления многоприводными агрегатами.

Известно устройство для управления многокоординатными технологическими агрегатами (1). Свойственная ему недостаточная точность обусловлена неравномерностью следования выходных импульсов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для управления многокоординатными технологическими агрегатами, содержащие вычислительный блок, входы которого подключены к адресному регистру, соединенному одним входом с выходом элемента И, а первый выход через исполнительный регистр подключен к входам управляемых приводов, и генератор импульсов, не обладающее повышенной точностью работы из-за нестабильности частоты выходных командных импульсов и невозможности программно управлять временем отработки заданных перемещений по координатам (2).

Отличием описываемого устройства является то, что оно содержит первые и вторые дополнительные элементы И по числу управляемых приводов, элемент ИЛИ и параллельные цепи по числу управляемых приводов, каждая пз которых состоит пз включенных последовательно счетчика, третьего дополнительного элемента И и реверсивного счетчика, выход которого соединен с соответствующим входом адресного регистра, причем первые и вторые входы первы. . дополнительных элементов И подключены соответственно к второму выходу вычислительного блока и выходам соответствующих

10 третьих дополнительных элементов II, соединенных другими входами с выходом генератора импульсов, а выходы первых дополнительных элементов И подключены через элемент ИЛИ к однпм входам вторых доI5 полнительных элементов И, соединенных другими входамп с соответствующими выходами адресного регистра и выходами— с другими входамп соответствующих реверспвных счетчиков, а третий вы;од вычисли20 тельного блока соединен через счетчики с входами основного элемента И.

Это позволяет повысить точность устройства.

На фиг. 1 показана функциональная схе25 ма устройства; на фиг. 2 — таблпца управляющих слов.

В состав схемы входят вы:пслительнь.й блок (ЦВМ) 1, адресный реги тр 2, таймер

3, первые дополнительные элементы И 4, 30 генератор 5 импульсов, исполнительный

811220 (вы.,одной) рсгистр 6, основной элемент И

7, элемент ИЛИ 8, счетчики 9, реверспвные счет шкп 10, соответственно третьи и вторые дополнительные элементы И 11 и 12.

Устройство работает следующим ооразом.

Управляющие импульсы с выходного регистра 6 формируются при поступлении на его вх0;I из LIHM 1 управляющих слов из таблицы, которая составляется ЦВМ 1 для каждого кадра программы, содержащего заданные величины приращения положения по координатам (ЛХ, ЛУ, AZ), знаки приращения (предположим, что приращсния положения по координатам X u Z имеют знак плюс, а по координатам У вЂ” минус) и время отработки кадра Тк. Для принятых исходных данных таблица управляющих слов приведена на фиг. 2. каждые два разряда в управляющем слове закреплены за координатами управляемого технологического агрегата в следующей последовательности. Первые два разряда — за координатой Z, вторые — за координатой У, третьи — за координатами Х, Наличие единицы в первом из каждых двух разрядов является признаком перемещения по координате на единицу дискретности в положительном направлении, наличие единицы во втором из каждых двух разрядов является признаком перемещения в отрицательном направлении.

Таблица управляющих слов состоит из двух столоцов. Второй столбец содержит управляющие слова, представляющие собой возможные сочетания управляющих воздействий по координатам с учетом знаков приращений. Число возможных сочетаний управляющих слов равно 2i — 1, где t— количество координат движения. В нашем случае число управляющих слов равно семи. Элсментамп первого столбца таблицы являются адреса управляющих слов (в нашем случае трехразрядные числа). Лдреса формируются следующим образом: если управляющее слово содержит признак перемещения по координатам Х, то в младший разряд адреса записывается единица, сслп по координате Y — то единица записывается во второй разряд, если по координате Z — то в третий.

При интерполяции кадра программы количество управляющих слов, подаваемых на выхo;I системы, равно величине приращения положения по координате, для которой оно является максимальным 110 сравнению с остальными, а период выдачи управляющих слов равен времени отработки кадра, деленному на величину максимального пз заданных приращений в кадре. Моменты выдачи управляющих слов определяются по сигналам таймера 3, а выоор того или иного управляющего слова пз таблицы на каждом шаге интерполяции осуществляется в соответствии с адресом, выставляемым на выходе адресного регистра 2. Формирование кода адреса производится путем вычисления в реверспвных счет п ках 10 значений оценочных функций для каждой координаты. 1(аждая из параллельных цепей, состоящих из последовательно соединенных счетчика 9, третьего дополнительного элемента

И 11 и реверсивного счетчика 10, закреплена за определенной координатой управляемого технологического агрегата. На выходе реверсивного счетчика 10 формируется сигнал логической единицы, если его содержание равно или больше нуля.

В начале отработки каждого кадра про15 граммы ЦВМ 1 определяет координату, имеющую максимальное приращение (предположим, что это ЛУ), вычисляет Ko;I, таймера 3, соответствующий интервалу времени между выдачами управляющих слов, 20 равному Тк/ЛУ и устанавливает устройство в исходное состояние (шины установки в исходное состояние на фиг. 1 не показаны).

При этом счетчики 9 и реверсивные счетчики 10 обнуляются. При обнулении счетчи25 ков 9 на их выходе формируются сигналы, поступающие на входы основного элемента

И 7 и входы третьих дополнительных элементов И 11. Выходной сигнал элемента И

7 стробирует занесение единиц с выходов

З0 реверсивных счетчиков 10 в адресный регистр 2, выходные сигналы которого открывают вторые дополнительные элементы И 12.

Выходные сигналы счетчиков 9 запирают третьи дополнительные элементы И 11.

З5 Одновременно по второй выходной шине из

ЦВМ 1 поступает с гнал признака координаты, имеющий максимальное приращение, который открывает один из первых дополнительных элементов И 4, соединенный с

40 выходом счетчика 9, закрепленного за координатой Y (в нашем примере максимальное приращение имеет координата У). В оощем случае максимальное приращение положения может иметь любая координата.

45 На первом шаге интерполяции ЦВМ 1 запускает таймер 3, а в счетчики 9 в инверсном коде заносит абсолютные величины приращений по координатам. При этом выходные сигналы обнуления счетчиков 9 сни50 маются и через открытые третьи дополнительные элементы И 11 с выхода генератора импульсов 5 на счетные входы счетчиков

9 и суммирующие входы рсвсрснвных счетчиков 10 начинают проходить импульсы.

55 Одновременно выходные импульсы среднего пз элементов И 11 через открытый первый дополнительный элемент И 4, элемент ИЛИ

8 и открытые вторые дополнительные элементы И 12 поступают на вычитающие вхо00 ды реверсивных счетчиков 10. Импульсы через элементы И 11 будут проходить до тех пор, пока пе обпулятся соответствующие счетчики 9. После завершения цикла формирования адреса, признаком чего яв05 ляется обнуление всех счет:шков 9, в ревер811220 так как ДХ(ДУ так как AZ h.Y. сивных счетчиках 10 получатся значения оценочных функций первого шага интерполяции

F,.,,= — (д Y-1-1) - ДХ-1-1 О, F I — ". У + 1 — (Д Y + 1): 0;

Fz, — — — (ЛУ+ 1) + 2+ 1 0, Таким образом, на первом шаге интерполяции на установочных входах адресного регистра 2 сформируется двоичный код 010.

Сигнал совпадения сигналов обнуления счетчиков 9 с выхода основного элемента

И 7 стробирует занесение кода адреса первого управляющего слова в адресный регистр 2.

После отработки таймером 3 заданного интервала времени ЦВМ 1 по сигналу таймера 3 считывает код адреса и выдает по третьей выходной шине на вход выходного регистра б соответствующее управляющее слово из таблицы. На выходе системы формируется импульс, поступающий по каналу

У на вход соответствующего следящего привода.

На втором шаге интерполяции процесс формирования адреса происходит аналогично, но теперь выходные сигналы адресного регистра 2 запрещают прохождение импульсов на вычитающие входы реверсивных счетчиков 10 координат Х и Z, поэтому в конце второго цикла формирования адреса в реверсивных счетчиках 10 получатся значения оценочных функций, равные

Fx, = Fx, + ЛХ+ 1 .= 2ЬХ+ 1 — (Д У+»;

Рг, --0;

Fz, — — Fz, + ДЛ+ 1 = 2ЬЛ+ 1 — (а Y+ 1).

В зависимости от знаков оценочных функций на выходе адресного регистра 2 формируется адрес второго управляющего слова, которое выдается на выход системы по второму сигналу таймера 3. Процесс выдачи управляющих слов продолжается до тех пор, пока число сигналов от таймера 3 не станет равным заданному приращению по координате У, что является признаком отработки данного кадра.

На каждом шаге интерполяции при вычислении значений оценочных функций выполняется следующее правило: если па предыдущем шаге интерполяции значение оценочной функции было отрицательным, то на данном шаге интерполяции импульсы проходят только на суммирующий вход соответствующего реверсивного счетчика 10, а если на предыдущем шаге значение оценочной функции было равно или больше нуля, 5

25 зо

5О

Ю

65 то импульсы проходят на оба входа реверсивного счетчика 10, причем на суммирующий вход поступает число импульсов, равное приращению положения по данной координате, увеличенному на единицу, а на вычитающий вход — число импульсов, равное увеличенному на единицу приращению положения по координате, для которой заданное приращение положения в данном каlpe имеет максимальное значение по сравнению с остальными.

При отработке программы управления число командных импульсов на выходе системы по каждой координате равно заданному в каждом кадре, а неравномерность их следованпя не превышает интервала времени между выдачами управляющих слов.

Для обеспечения согласованной работы по времени необходимо, чтобы процесс формирования адреса на каждом шаге интерполяции завершался ран. ше появления сигнала таймера 3. Для этого должно соблюдаться неравенство

f г ) f..ì;à êñ (малс + 1) где f, — частота генератора 5;

/„акс — максимальная частота управляющих импульсов на выходе системы;

Л м,„,„— м аксим альное значение задаваемых в кадре приращений положения по координате.

Наличие в систе»e таймера 3, определяющего момент выдачи управляющих воздействий системой, позволяет простым преобразованием задаваемого ему кода варьировать скоростью отработки заданной программы и осуществлять разгон и торможение исполнительных органов управляемого технологического агрегата по любому требуемому закону.

Формула изобретения

Устройство для управления многокоординатными технологи;ескими агрегатами, содержащее вычис,штельный блок, входы которого подключены к адресному регистру, соединенному одним входом с выходом элемента 11, а первьш выход через исполнительный регистр подключен к входам управляемых приводов, и генератор импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышс|шя точности устройства, оно содержит первые и вторые дополнительные элементы И по числу управляемых приводов, элемент ИЛИ и параллельные цепи по числу управляемых приводов, каждая из которых состоит из включен lhlx последовательно счетчика, третьего дополнительного элемента И и реверсивного счетчика, выход которого соединен с соответствующим входом адресного регистра, причем первые и вторые входы первых дополнительных эле ментов И подключены соответственно ко

811220.к

-x

У l г

Фиг.

Составитель С. Хлебников

Редактор Е, Гончар Техред О. Павлова

Корректор 3. Тарасова

Заказ 505/14 Изд. ¹ 232 Тираж 940 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5

Фиг. 2

Типография, пр. Сапунова, 2 второму выходу вычислительного блока и выходам соответствующих третьих дополнительных элементов И, соединенных другими входами с выходом генератора импульсов, а выходы первых дополнительных элементов И подключены через элемент

ИЛИ к одним входам вторых дополнительных элементов И, соединенных другими входами с соответствующими выходами адресного регистра и выходами — с другими входами соответствующих реверсивных счетчиков, а третий выход вычислительного б IoKa соединен через счетчики с входами основного элемента И.

5 Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹5б2797,,кл. G 05В, 19/18, 1977.

10 2. Патент США № 3798424, кл. G 05В

19/18, 1975.