Устройство для контроля перемещения рабочего органа машины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Социалистические

Респубпмк

< 926698 (61 ) Допол н и тельное к а вт. с вид-ву(22) Заявлено25.07.8О (2l ) 2961244/18 24 с присоединением заявки.% (23) Приоритет

Опубликовано 07.05.82. Бюллетень Юе 17

Дата опубликования опксания07.05.82 (51) M. Кл.

907 С 3/10 (Ъеударстеенный кем итет

СССР

1 по делам изобретений н Открытий.(53) УД К е81.178 (0 88.8) т

c.;, .. т;;. -.;, l

Ю. 1

E. И. Мейбаум (72) Автор изобретения (76) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ Г1ЕРЕМЕЩЕНИЯ

РАБОЧЕГО ОРГАНА МАШИНЫ

Изобретение относится к техническим . средствам информационных систем и может быть использовано в автоматизированных системах для измерения перемещения предметов, движущихся в прямом и обратном направлениях.

Известно сигнальное устройство для определения направления вращения, содержащее два триггера Шмидта, входы которых соединены с датчиками оборотов, элементы И, элементы задержки, выхо10 ды первого триггера, Шмидта подключены к одному из выходов каждого элемента

И, выход второго триггера Шмидта соединен с другим входом первого и второго

15 элементов И, а выходы первого и вто- рого элементов И через соответствуюшие элементы задержки подключены к входам третьего и четвертого элементов.

И. В зависимости от направления врапте» ния вала, например механизма перемещения предметов, на одном.из двух выходов устройства появляются импульсы, ко» торые могут быть использованы для из

2 мерения перемещения предмета как в прямом, так и в обратном направлении его движения EG .

Недостатком известного устройства, является его низкая надежность, так

KGK при отказе одного из датчиков оборо- тов (импульсов) нарушается нормальное функционирование устройства в целом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля перемещения рабочего органа машины, которое содержит два датчика импульса, два одновибратора, два элемента И, блок счета импульсов, индикатор отказа, выходы первого и второго датчиков импульсов соединены соответственно с входами первого и второго одновибраторов, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов, И, два элемента задержки, два элемента ИЛИ-НЕ и эпемент ИЛИ, первый вход тсоторого соединен с выходом первого одновибратора, с входом первого элемента задержки и с первым

3 9266 входом первого эле .ента ИЛ И-Н Е, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом индикатора отказа, второй вход которого соединен с 5 выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первог о элемента задержки, второй вход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом второго одновибратора, с вторым l0 входом элемента ИЛИ и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом первого элемента

ИЛИ-НЕ, выход элемента ИЛИ соединен с входом блока счета импульсов.

Устройство с учетом направления вращения работает следующим образом.

При вращении вала на выходах датчиков образуются последовательности им— пульсов, сдвинутые по фазе, например, 20 на четверть периода следования импульсов.

Пусть при прямом направлении вращения последовательность импульсов второго датчика опережает по фазе последова- ?

:тельность импульсов первого датчика, В этом случае на выходе второго элемента ИЛИ-НЕ, а следовательно, на втором входе первого элемента И присутствует "нуль" в течение всего интервала 3 времени, заключенного между передним фронтом опережающего импульса второго одновибратора и задним фронтом запаздывающего импульса первого одновибратора. В результате первый элемент

И в этом интервале оказывается закрытым по второму входу и импульс первого одновибратора, поступающий на первый вход этого элемента, на выходе последнего не выделяется. Однако на выходе первого элемента ИЛИ-НЕ, а следовательно, на втором. входе второго элемента И "нуль" присутствует в интервале времени :1, укороченном HB время равное длительности задержки вторым элементом задержки переднего фронТа импульса второго одновибратора. В результате второй элемент И оказывается открытым на время ь и, так как на первом входе этого элемента присутствует импульс второго одновибратора на выходе последнего выделяется импульс длительностью . Появление импульса на выходе второго элемента И сигнализирует о факте перемещения предмета в

5 прямом направлении.

Цель изобретения - повышение на» дежности устройства за счет резервиро>вания датчиков импульсов.

Указанная цель достигается тем, что и устройство для контроля перемещения

0 рабочего органа машины, содержащее первый и второй датчики, выходы которых через первый и второй одновибраторы соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов

И; первый элемент ИЛИ, выход которого

5 подключен к первому входу блока счетчиков и блок индикации отказов, введены одновйбраторы, триггеры памяти, элементы И, элементы ИЛИ и третий датчик, выход которого через третий одновибратор соединен с первыми входами третьего элемента И и первого триггера памяти, выход которого подключен. к первым входам четвертого, пятого и шестого элементов И, выход последнего соединен с первым входом блока индикации отказов, выход первого датчика через четвертый одновибратор подключен к первым входам седьмого и восьмого элементов И, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока индикации отказов и с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу блока счетчиков, выход первого одновибратора

5 соединен с вторым входом четвертого элемента И и с первым входом второго триггера памяти, выход которого подключен к вторым входам второго, третьего

При обратном направлении вращения, когда последовательность импульсов вто98 4 рого датчика 2 уже является запаздывающей по фазе относительно последовательности импульсов первого датчика 1, элементы И меняются ролями: импульсы, сигнализирующие о факте перемещения предмета в обратном направлении, выделяются на выходе первого элемента

И, а на выходе второго элемента И импульсы отсутствуют (21.

Недостатком устройства является его низкая надежность, так как при отказе.

) одного из датчиков нарушается нормаль ное функционирование устройства в целом, потому что на выходе одного из элементов И импульсы возникают постоянно, независимо от направления вращения вала двигателя. Этот недостаток при использовании устройства для измерения пути перемещения предметов, движущихся в прямом и обратном направлениях, может явиться причиной аварийной ситуации на прокатном стане, приводящей к поломке и простою оборудования.

926

698 6 геры 19 - 24, памяти одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, шестой, седь мой, восьмой и десятый элементы И 2531 первый, второй и третий элементы

ИЛИ 32 — 34, седьмой одновибратор 35, блок 36 счетчиков, блок 37 индикации отказа.

Устройство работает следующим обра- зом.

При вращении вала двигателя на выходах всех датчиков 1 - 3 образуются последовательности импульсов, передние (задние) фронты которых сдвинуты по фазе относительно друг друга.

Первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой одновибраторы 4, 6, 8 и 5, 7, 9 формируют минимальной длительности импульсы соответственно "Пе-, редний фронт" и Задний фронт .

При прямом направлении вращения порядок следования импульсов укаэанных одновибраторов 4, 6, 8, 5, 7 и 9 может быть представлен рядом следующих символов: 1П, 2П, ЗП, 13, 33... или рядом ЗП, 2П, 1П, 33, 23, 13 ..., при обратном направлении вращения, где цифрами обозначены порядковые номера датчиков, а буквами П и 3, сокращенные наименования слов соответственно Передний фронт" и "Задний фронт».

Импульсы "Передний фронт" (1П, 2П, ЗП) переводят первый, второй и третий триггеры 10-1 2 памяти из начального устойчивого состояния в другое устойчивое состояние, что открывает второй, третий, девятый, первый, четвертый и пятый элементы И 13, 18. На выходах элементов И 13-15 выделяются импульс сы, которые обозначают символами соответственно 1П 2П, 1ПЗП, и 2ПЗП. Эти символы, показывающие порядок следования импульсов, при прямом направлении вращения означают соответственно выделение импульса 2П на выходе второго элемента И 13, если ему предшествует импульс 1П, импульс ЗП на выходе третьего элемента И 14, если ему предшествует импульс 1П, и импульс

ЗП на выходе девятого элемента И 15, если ему прегшествует импульс 2П.

5 и шестого элементов И, выход второго одновибратора соединен с вторым входом пятого элемента И и с первыми входами девятого элемента И и третьего триггера памяти, выход которого подключен к вторым входам первого и девятого элементов И и к третьему входу шестого эле- мента И, выход второго датчика через пятый одновибратор соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого 10 элементов И, выход третьего датчика через шестой одновибратор подключен к первым входам двенадцатого и тринадцатого элементов И, выходы одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ и соответственно с четвертым, пятым и шестым входами блока индикации отказа, седьмой вход которого подключен к выходу десятого 20 элемента И и к третьему входу второго элемента ИЛИ, выходы второго, третьего, девятого, первого, четвертого и пятого элементов И соединены с первыми входами соответственно четвертого, 2 пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого триггеров памяти, выходы которых подключены к вторым входам соответственно одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого, седьмого, восьмого и деся-30 того элементов И, выходы первого и второго элементов ИЛИ через третий элемент ИЛИ соединены с входами седьмого одновибратора; выход которого подключен к вторым входам всех триггеров памяти.

Таким образом, введение в устройство третьего датчика импульсов и других новых элементов и связей, перечисленных выше, позволяет повысить надежность устройства по сравнению с известным 40 устройством, так как при отказе одного из датчиков сохраняется работоспособность устройства и выявляется отказавший датчик, который либо заменяется на исправленный, либо после ремонта уста- 41 навливается на прежнее место.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит первый, второй и третий датчики 1 - 3, первый одновибратор 4, четвертый одновибратор 5, второй одновибратор 6, пятый одновибратор 7, третий одновибратор 8, шестой одновибратор 9, второй, третий и первый триггеры 10 - 12 памяти, второЦ третий, девятый, первый, четвертый и пятый элементы И . 1 3 — 1 8, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый тригОднако импульсы, которые обозначают символами 2П1П, ЗП1П и ЗП2П, отвечающие обратному направлению вращения, не выделяются на выходах первого, чет вертого и пятого элементов И 16-1З, так как импульсы 1П и 2П предшествуют импульсам 2ll и ЗП, открывающим указанные элементы И 16-18.

926

Импульсы 2Т4 и ЗП, выделенные на выходах второго, третьего и, девятогоэлементов И 1 3-1 5 переводят с четвертого по шестой триггеры 19-21 памяти в другое устойчивое состояние, что открывает с одиннадцатого по тринадцатый элементы И 25-27. На выходах последних выделяются импульсы, которые обозначают символами соответственно

1П2П23, 1ПЗПЗЗ, и 2ПЗПЗЗ, означающие возможность выделения импульса

23 на выходе одиннадцатого элемента

И 25, если ему предшествуют импул сы 1П и 2П, импульса 33 на выходе двенадцатого элемента И 26, если ему предшествуют импульсы 1П и ЗП и импульса 33 на выходе тринадцатого элемента И 27, если ему предшествуют импуль сы 2П и ЗП.

25

Зо

Однако только на одном из выходов этих элементов И 25, И 26 или И 27 возможно выделение соответствующего импульса.

Так при исправных датчиках 1 - 3 (или отказавшем третьем датчике 3) раньше других появляется импульс 23 на выходе одиннадцатого элемента И 25, который через первый и третий элементы

ИЛИ 32 и 34 постуйает на установочные вторые входы всех триггеров, что приводит к закрытию всех элементов И, в результате чего исключается возможность выделения лишних импульсов на выходах двенадцатого и тринадцатого элементов И 26 и 27.

При отказавшем первом или втором датчике 1(2) импульс 33 появляется на выходе только двенадцатого или тринадцатого элемента И 26 {27), по которо40 му все триггеры переходят в начальное устойчивое состояние.

Импульсы с выхода первого элемента

ИЛИ 32 поступают также на первый вход блока 36, счетчиков, что позволяет

45 путем счета импульсов выполнить, например, измерение пути перемещения предмета, движущего в прямом направлении.

При обратном направлении вращения аналогично предыдущему случаю только на. одном из выходов седьмого, вос мого и десятого элементов И 29-31 возможно выделение импульса (13 или

23), соответствующего символам 2П1 П13, ЗП1П23 и ЗП2П23.

Следует заметить, что сигналы, появ- 55 ляющиеся на выходах элементов И 25-27 и И 29-31 позволяют при отсутствии сигнала "Единица" на выходе шестого

698 8 элемента И 28 выявить отказавший дат чик, так как появление сигналов на выходах одиннадцатого и седьмого элемен— тов И 25 и 29 указывает на отказ третьего датчика 3, ибо в символах

1П2П23 и 2П1П13 отсутствует цифра три, на выходах двенадцатого и восьмого элементов И 26 и 30 указывает на отказ второго датчика 2, ибо в символах

1ПЗПЗЗ и ЗП1П13 отсутствует цифра два, а также на выходах тринадцатого и десятого элементов И 27 и 31 указывает на отказ первого датчика 1, ибо в символах 2ПЗПЗЗ и ЗП2П23 отсутствует цифра один.

Основным технико-экономическим преимуществом при реализации устройства по сравнению с известными является уменьшение простоев оборудования хо вине автоматики вследствие повышения надежности устройства. формула изобретения

Устройство для контроля перемещения рабочего органа машины, содержащее первый и второй датчики, выходы которых через первый и второй одновибраторы соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, первый элемент ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока счет чиков, и блок индикации отказов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что; с целью повышения надежности устройства, в него введены одновибраторы, триггеры памяти, элементы И, элементы ИЛИ и третий датчик, выход которого через третий одновибратор соединен с первыми входами третьего элемента И и первого триггера памяти, выход которого подключен к первым входам четвертого, пятого и шестого элементов И, выход последнего соединен с первым входом блока индикации отказов, выход первого датчика через четвертый одновибратор подключен к первым входам седьмого и восьмого элеметов И, выходы которых соединены соответственно с втоh рым и третьим входами блока индикации отказов и с первым и вторым, входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу блока счет— чиков, выход первого одновибратора соединен с вторым входом четвертого элемента И и с первым входом второго триггера памяти, выход:которого подключен к вторым входам второго, третьего и шестого элементов И, выход второго одновибратора соединен с вторым входом

g 928 пятого элемента И и с первыми входами

l девятого элемента И и третьего трит гера памяти, выход которого подключен к вторым входам первого и девятого элементов И и к третьему входу шестого элемента И, выход второго датчика через пятый одновибратор соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого элементов И, выход третьего датчика через шестой одновибратор подключен к первым входам двенаддатого и тринадпатого элементов И, выходы один.-. надпатого, двенадцатого н тринадцатого элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ и соответственно с чет- 5 вертым, пятым и шестым входами блока индикапии отказа, сею мой вход которого подключен к выходу десятого элемента И и к третьему входу второго элемента

ИЛИ, выходы второго, третьего, девятого,20

xrepaoro, четвертого и пятого элементов И соединены с первыми входами соответст- венно четвертого, пятого, шестого. седь- мого, восьмого и девятого триггеров памяти, выходы которых подключены к вторым входам соответственно одиннадпатого, двенадцатого, тринадпатого, седьмого, восьмого и десятого элементов И, выхо ды первого и второго элементов ИЛИ через третий элемент ИЛИ соединены с входом седьмого одновибратора, выход которого подключен ко вторым входаМ всех триггеров нчмяти.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

l4 472358, кл. G.08 В 23/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2772312/18-24, кл. 0 06 М 7/04, 1979 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 2986/43 Тираж 590 Подписное

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