Резервированное устройство для управления перемещением объекта

 

РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ ОБЪЕКТА, содержащее первый и второй двухфазные одновибраторы, входы которйлх подключены к выходам датчиков нешичия объекта, первые выходы - к входам первого элемента ИЛИ, вторые выходы - к первым входам соответственно первого и второго элементов И, подключенных выходгми к входам индикатора отказа, второй элемент ИЛИ, третий элемент И, первым входсм подключенный к выходу OS -триггера. счетный триггер и формирователь управляющих импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет управления перемещением объектов, для которых невозможно реверсирование перемещения, в него введены датчик перемещения объекта, задатчик кода защержки и счетчик, подключенный первых входом к выходу третьего элемента И, вторым входом - к выходу второго элемента ИЛИ и к первому входу 1XSтриггера , третьим входо - к задат чику кода задержки, а выходом - к входу формирователя управляющих сигнгшов и к вторым входам R.S-тригг гера и счетного триггера, выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов И, первый вход - к выходу первого элемента ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ подключены к вторым вьрсодам первого и второго двухфазных одновибраторов, а второй вход третьего элемента И соединен с выходом датчика перемещения объекта. О vl 4i 0: эо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOhhV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3381785/18-24 (22) 12.01.82 (46) 15.01.84. Бюл. 9 2 (72) Е.И.Мейбаум, Л.Л.Прядкин, В.С.Ткачев и Л.A.Ëþáîåñêèé (71) Киевский институт автоматики им. XXY съезда КПСС ,(53) 621.396 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 792274, кл. ((06 М 7/04. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 --852079, кл. 0 06 11/20, 1979 (прототип). ° (54) (57) РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ OBbEKTA, содержащее первый и второй двухфазные одновибраторы, входы которых подключены к выходам датчиков наличия объекта, первые выходы — к входам первого элемента ИЛИ, вторые выходы - к первым входам соответственно первого и второго элементов H„ подключенных выходами к входам ин- дикатора отказа, второй. элемент ИЛИ, третий элемент Й, первьв(входом подключенный к выходу QS -триггера, 3(51) (1 05 В 9 03 Н 05 К 10 00 счетный триггер и формирователь управляющих импульсов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет управления перемещением объектов, для которых невозможно реверсирование перемещения, в него введены датчик перемещения объекта, задатчик кода задержки и счетчик, подключенный nepsaae входом к выходу третьего элемента И, вторым входом - к выходу второго элемента ИЛИ и к первому входу М триггера, третьим входом - к задатчику кода задержки, а выходом — к входу формирователя управляющих сигналов и к втормет входам RS-триг- Я гера и счетного триггера, выход которого подключен к вторым входам первого.и второго элементов И, первый вход - к выходу первого элемента ИЛИ, входы второго элемента

ИЛИ подключены к вторым выходам первого и второго двухфазных одно- . внбраторов, а второй вход третьего элемента И соединен с выходок датчика перемещения объекта.

1067468

Изобретение относится к обЛасти автоматики и может быть использовано при решении задач автоматизации управления транспортными операциями, например при перемещении за-. готовок по секционированному рольгангу, при загрузке и выгрузке печи прокатного стана и как фотореле при перемещении изделий на конвейерном транспорте.

Известно устройство для учета перемещающихся иэделий, содержащее первый и второй постоянно включенные датчики наличия объекта, первый - третий и второй-четвертый одновибраторы, входы которых соединены с выходами первого и второго датчиков наличия объекта (указанные пары одновибраторов образуют известные схемы так называемых двухфазных одновибраторов), элемент задержки, индикатор отказа, первый и второй элементы И, счетный триггер, элемент ИЛИ и формирователь управляющих импульсов 5XJ.

Недостаток устройства в том, что информационный сигнал, поступающий в формирователь управляющих импульсов,, неоднозначен, так как он в зависимости от режима работы устройства или вида отказа одного из датчиков наличия объекта отображает либо передний, либо, задник торец перемещающегося объекта. Это понижает точность управления перемещением объектов, так как управляющий сигнал, формируемый в формирователе управляющих сигналов, будет соответственно неоднбзначен, что приводит к некомпенсируемой ошибке, равной длине объекта и возникающей случайно, в определении положения .объекта на технологической линии, вследствие чего не исключается возможность возникновения аварийных ситуаций и поломок оборудования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффек» ту к предложенному является устройство для управления перемещением объекта, содержащее первый и второй двухфазные одновибпаторы, входы которых подключены к выходам соответствующих датчиков наличия объекта, первые выходы - к первым входам первого элемента ИЛИ, а вторые выходы - к первым входам соответственно первого и второго элементов И, подключенных выходами к входам индикатора отказа, а вторыми входами через элемент задержки к выходу счетного триггера и к первому входу формирования управляющих импульсов, третий и четвертый элементы И, второй и третий элементы ИЛИ и триггер с динамичеоким входом, вход которо-, го соединен с вторим входом форми55 бО б5 сов в управляющий сигнал, отображающий исходный передний торец реального объекта, в процессе перемещения которого произошел отказ вида нуль одного из датчиков наличия объекта, а в процессе его маневрирования известное устрс 1ство перестроилось на режим работы с одним исправным узлом Г21 .

Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности при решении задач управления транспортными операциями. Так рователя управляющих импульсов и через третий элемент ИЛИ вЂ” с выходами первого и второго элементов И, выход третьего элемента И подключен к входу счетного триггера, первый

5 вход — к выходу первого элемента

ИЛИ, а второй вход - к выходу формирователя управляющих импульсов и к первому входу четвертого элемента И, второй вход которо10 го соединен с выходом триггера с динамическим входом, третий вход через второй элемент ИЛИ вЂ” с вторыми входами первого и второго двухфазных одновибраторов, а выход

15 с вторым входом первого элемента ИЛИ. Устройство работает следующим образом. Если оба датчика наличия объекта исправны или произошел отказ вида единица одного из них, проявляющийся в виде преждевременной, следовательно, ложной выдачи сигнала Передний фронт входного сигнала на первом выходе соответствующего одновибратора, то переход счетного триггера в исходное состояние используется устройством как информационный сигнал, который в формирователе управляющих импульсов преобразуется в искомый информационный сигнал, отображая пере"ечение линии визирования датчиков передним . торцом перемещающегося реального объекта. В случае отказа вида нуль одного из датчиков, проявляющегося в виде ложной невыдачи сигнала Передний фронт входного сигнала на первом выходе соответствующего одновибратора, IB формирователе управляющих им40 пульсов вырабатывается предварительный управляющий сигнал Реверс по которому выполняется останов, затем перекрещение объекта в обратном направлении, снова останов и вновь перемещение объекта в заданном прямом направлении. В момент пересечения линии визирования датчиков передним торцом объекта, повторно перемещающегося в заданном прямом направлении, как и ранее переход счетного триггера в исходное устойчивое состояние преобразуется формирователем управляющих импуль

1067468

50 его реализация возможна, если оборудование обеспечивает двухстороннее перемещение объекта (реверсивный привод), например рольганги, экстракторы-механизмы выдачи заготовок из печи, шагающие балки в печах . 5 и др. (обычно механизмы, несущие на себе объект), и невозможна, если оборудование приспособлено для перемещения объекта только в одном направлении, например посад 10 заготовки в печь посредством печного толкателя; перемещение объекта по склизу при выгрузке печи; перемещение объекта в потоке объектов, например,по секционированному роль- 15 гангу, когда маневрирование объекта с применением реверсирования механизма тран=портирования недопус тимо.

Цель изобретения — расширение 0 функциональных возможностей устрой2 ства за счет управления перемещением объектов, для которых невозможно реверсивное перемещение.

Поставленная цель достигается тем, что в резервированное устройство для управления перемещением объекта, содержащее первый и второй двухфазные одновибраторы, входы которых подключены к выходам датчиков наличия объекта, первые выходы — к входам первого элемента

ИЛИ, а вторые выходы — к первым входам соответственно первого и второго элементов И, подключенных выходами к входам индикатора отказа, второй элемент ИЛИ, третий элемент И, первый входом подключенный к выходу

kC-триггера, счетный триггер и формирователь управляющих импульсов, дополнительно введены датчик пере- 40 мещения объекта, задатчик кода задержки и счетчик, первым входом подключенный к выходу третьего элемента И, вторым входом — к выходу второго элемента ИЛИ и к пеРвомУ 45 входу 18 -триггера, третьим входом— к задатчику кода задержки, а выходом - к входу формирователя управляющих импульсов и к вторым входам

Й$-триггера и счетного триггера, выходом подключенного к вторым вхо1 ам первого и второго элементов И, а первым входом — к выходу первого элемента ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ подключены к вторым выходам первого и второго двухфазных одновибраторов, а второй вход третьего элемента И соединен с выходом датчика перемещения объекта.

Введение датчика перемещения объекта, подключенного к второму вхо- о

;ду третьего элемента И, и подключение входов второго элемента ИЛИ к первым входам одновибраторов, а выхода -. к первому входу RS-триггера позволяет в процессе перемещения . 65 объекта выделить серию путевых импульсов третьим элементом И, который открывается при переходе

RS-триггера в состояние единица . Переход RS--триггера в указанное состояние осуществляется по одному иэ сигналов Передний фронт входного сигнала, формируемых на первых выходах одновибраторов в момент пересечения линии визирования датчиков наличия объекта передним торцом объекта.

Введение задатчика кода и счетчика, работающего в режиме вычитания, первым входом подключенного к выходу третьего элемента И, вторым входом — к выходу второго элемента

ИЛИ, а третьим входом — к выходу за датчика кода задержки, позволяет в процессе перемещения объекта сформировать управляющий сигнал следующим образом.

При отказе вида единица одного из датчиков наличия объекта по ложному сигналу Передний фронт входного сигнала (возникающему на выходе второго элемента ИЛИ ранее момента пересечения передним торцом объекта линии визирования датчиков наличия объекта и поступающему на второй вход счетчика) разрешается иэ задатчика кода за- . держки в счетчик по третьему входу параллельным кодом переписать код длины, соответствующий длине участка исходная позиция объекта — линия визирования датчиков

Ф причем в данном римере координата исходной позиции объекта определяется по переднему торцу объекта.

Кроме того, по указанному сигналу RR -триггер переходит в единицу, открывая третий элемент И для поступления серии путевых импульсов на первый вход счетчика., работающего в режиме вычитания.

По мереперемещения объекта код счетчика стремится к нулевому эна;чению, однако появление на выходе BToporo элемента ИЛИ следукщего, уже истинного сигнала Передний фронт входного сигнала (выдаваемого неотказавшим датчиком наличия объекта в момент пересечения передним торцом объекта линии визирования датчиков), . позволяет повторно перезаписать в счетчик указанный код длины.

В момент достижения передним торцом объекта контрольной позиции, отстоящей в направлении перемещения объекта от линии визирования датчиков на расстоянии, равном длине участка исходная позиция объекта линия вйзирования датчиков,, счетчик, работающий в режиме вычйтания, обнуляется.

1067468

Сигнал обнуления счетчика, поступая в формирователь управляющих импульсов, преобразуется в искомый управляющий сигнал, а поступая на второй вход RQ -триггера, переводит последний в исходное состояние.

При исправных датчиках наличия объекта аналогично предыдущему случаю управляющий сигнал формируется при достижении передним торцом объекта контрольной позиции с той лишь 10 разницей, что оба сигнала Передний фронт входного сигнала являются истинными, отображая пересечение передним торцом объекта линии визирования датчиков, так как практи- )5 чески датчики имеют общую линию визирования, При отказе вида нуль . одного из датчиков наличия объекта формирование управляющего сигнала осуществляется при однократной перезаписи в счетчик кода контрольной длины в момент пересечения передним торцом объекта контрольной позиции.

Таким образом, искомый управляющий сигнал в предлагаемом устройст-. ве однозначно отображает всегда один и тот же (в данном примере передний) торец перемещаемого.объек- та и всегда при достижении этим торцом одной и той же позиции (контрольной) независимо от режима работы предлагаемого устройства, т.е. с одним или двумя исправными (неотказавшими) датЧиками наличия объекта.

Однако в отличие от прототипа получение необходимого результата с помощью предлагаемого устройства не требует маневрирования объектом в случае отказа одного из датчиков наличия объекта, что расширяет его 40 функциональные возможности, когда технологически допустимо только одностороннее перемещение объекта, например, при помещении заготовки э нагревательную печь посредством 45 печного толкателя; при перемещении объекта по склиэу при выгрузке печи; при транспортировании объекта по секционированному рольгангу в потоке объектов.

На чертеже изображена блок-схема .устройства. устройство содержит первый и второй датчики наличия объекта 1 и 2, первый и второй двухфазные одновиб- 55 раторы 3 и 4, входы которых подключены к выходам соответствующих дат- чиков 1 и 2, первый и второй элементы ИЛИ 5 и 6, первыми и вторыми входами, подключенные соответст- 60 венно к первым и вторым выходам одновибраторов 3 и 4, счетный триггер

7, первым входом подключенный к выходу элемента ИЛИ 5, первый и второй элементы И 8 и 9, первыми входами подключенные к вторым .выходам соответственно первого и второго одновибраторов 3 и 4., индикатор 10 отказа, входами подключенный к выходам первого и второго элементов И

8 и 9, RS -триггер Il, первым входом подключенный к выходу второго элемента ИЛИ 6, задатчик 12 кода.задержки, третий элемент И 13 первым входом подключенный к выходу 1$триггера 11, счетчик 14 первым входом подключенный к выходу третьего элемента И 13, вторым входом — к выходу второго элемента ИЛИ 6, третьим входом — к выходу задатчика 12, а выходом — к вторым входам триггеров

7 и 11, датчик 15 перемещения объекта, подключенный к второму входу третьего элемента И 13, формирователь 16 управляющих импульсов, подключе .ный к выходу счетчика 14.

Устройство работает следующим образом.

При пересечении линии визирования датчиков 1 и 2 передним и задним торцами объекта одновибраторы

3 и 4 формирует импульсные сигналы минимальной длительности — Передний фронт входного сигнала и Задний фронт входного, сигнала соответственно.

Если оба датчика 1 и 2 исправны, то на вход триггера 11 и второй вхрд (раэрешения записи кода задатчика) счетчика 1 через элемент ИЛИ

6 последовательно поступают два сигнала Передний фронт входного сигнала с первых выходов одновибраторов 3 и 4, отображающих пересечение передним торцом перемещаемого объекта линии визирования датчиков.

По первому сигналу Передний фронт входного сигнала, поступающему на второй вход счетчика 14, разрешается перезапись кода эадатчика

12, в счетчик 14 по третьему (установочному) входу параллельным кодом переписывается код длины, равной длине участка исходная позиция объекта — линия визирования датчиков, триггер 11 переводится в единицу, открывая третий элемент И 13 для .поступления серии путевых импульсов на первый (счетный) вход счетчика 14, работающего в режиме вычитания.

После появления второго сигнала Передний фронт входного сигнала на первом выходе одновибратора 4 иэ задатчика 12 в счетчик 14 повторно переписывается прежняя информация о длине. Триггер 11 сохраняет свое состояние. Элемент И 13 остается открытым и в счетчик 14 начинает поступать новая серия путевых импульсов по мере перемещения объекта. В момент достижения передним тор1067468 цом объекта контрольной позиции, отстоящей в направлении перемещения объект от линии визирования датчиков на расстоянии, равном длине укаэанного участка, счетчик 14 обнуляется.

Сигнал обнуления счетчика 14, поступая в формирователь 16 преобразуется в управляющий сигнал, а поступая на второй вход триггера ll переводит последний в исходное состояние.

При отказе вида единица одного из датчиков 1 и 2 алгоритм функционирования элементов — триггера 11, задатчика 12, третьего эле- 15 мента И 13 и счетчика 14, является аналогичным случаю исправных блоков 1 и 2, так как в обоих случаях возникает два сигнала Передний фронт входного сигнала . Отличие заключается только в том, что при отказе вида единица первый по счету сигнал, полученный на выходе второго элемента ИЛИ 6, является ложным, ибо он возникает ранее мо- 25 мента пересечения передним торцом объекта линии визирования датчиков, т.е. еще тогда, когда передний торец объекта занимает промежуточную позицию на участке исходная позиция объекта-линия визирования датчиков ". Второй сигнал Передний фронт входного сигнала явля- . ется истинным и возникает на выходе второго элемента ИЛИ 6 в момент пересечения передним торцом объекта плинии визирования датчиков.

При отказе вида нуль одного иэ датчиков 1 или 2 формирование управляющего сигнала осуществляется при однократной перезаписи в счет- 40 чик 14 кода контрольной длины в момент пересечения передним торцом объекта контрольной позиции.

При отказе вида нуль. (ложная невыдача сигнала), кроме того, выявляется отказавший датчик 1 или

2, так как триггер 7 по сигналу Передний фронт входного сигнала неоткаэавшего датчика переходит в единицу, открывая элементы И

8 и 9. Так как при отказе вида нудь, например датчика 1, на. выходе элемента И 9 появляется сигнал Задний фронт входного сигнала, полученный на втором 55 выходе одновибратора 4 . Появле ние этого сигнала на первом входе индикатора 10 свидетельствует об исправности датчика 2 и факте отказа .,вида йуль датчика 1. Однако 60 в случае отказа одного из датчиков 1 или 2 вида единица отказавший датчик выявляется не сразу, т.е. не в том цикле управления перемещением объекта, в котором случился отказ, а в последующем цикле управления, когда отказ проявляется уже как отказ вида нуль . Одна- ко такого рода запоздание в выявлении отказавшего датчика не снижает надежность предлагаемого устройства, рассматриваемого как дублированная восстанавливаемая система, поскольку интервал поступления объектов (в потоке объектов) в зону действия датчиков 1 и 2 существенно меньше допустимого времени восстановления (замены) отказавшего блока.

Следует подчеркнуть, что формйрование управляющего сигнала с некоторой транспортной задержкой относительно линии визирования датчиков не имеет существенного значения, так как при решении задачи автоматиэа» ции управления транспортными опера циями линия визирования датчиков может быть расположена с упреждением.

При этом по расстоянию упреждение должно быть не менее длины участка исходная позиция объекта — линия визирования датчиков в случае формирования управляющего сигнала, соответствующего пересечению линии визирования датчиков передним торцом . объекта, и не менее максимально возможного размера объекта из числа контролируемого сортамента объектов в случае формирования управляющего сигнала, соответствующего пересечению линии визирования датчика задним торцом объекта.

Введение в предлагаемое устройство датчика. нового типа, а именно датчика перемещения объекта,не снижает надежности устройства в целом, так как в качестве датчика импульсов можно использовать достаточно надежные известные резервированные устройства для счета импульсов.

Таким образом, формирование управляющего сигнала в предлагаемом устройстве с транспортной задержкой относительно линии визирования датчиков позволяет в отличие от прототипа исключить маневрирование объектом в случае отказа одного из датчиков наличия объекта, что расширяет функциональные возможности предлагаемого устройства, позволяя использовать его тогда, когда технологическое оборудование приспособлено для перемещения объекта только в одном направлении.

Основным технико-экономическим преимуществом при реализации резервированного устройства управления перемещением .объекта по сравнению с прототипом является. исключение простоев оборудования вследствие расширения функциональных возможностей предлагаемого устройства за счет управления перемещением объектов, 10б74б8

Составитель В. Ткачев

Редактор О. Колесникова Техред М. Гергель Корректор, A. Ференц

Заказ 11208/50 Тираж 846 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент <, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 для которых невозможно реверсирование перемещения.

Кроме того, обеспечивается расширение области применения предлагаемого устройства и его можно ис- 5 пользовать как фотореле (датчик наличия перемещаемого объекта) повышенной надежности, имеющего сдвоенные . фотоэлементы, с индикацией неисправности фотоэлементов, работо- 10 способное при исправных фотоэлементах и при отказе одного из них вида 1 или 0, при этом предлагаемое устройство особенно рационально испольэовать в качестве фотореле в том случае, когда один датчик путевых импульсов одновременно обслуживает несколько фотореле, расположенных, например, вдоль конвейерного транспортера или секционированного рольганга, приводы секций которого оборудованы датчиками путевых импульсов) для измерения размера объекта в направлении его перемещения, так как оно инвариантно по отношению к торцу объекта, допуская воэможность последовательного формирования сигналов, отображающих моменты пересечения одной и той же позиции соответственно передним и задним торцами объекта (как при,исправных датчиках,так и при отказе любого вида одного из них) в отличие от прототипа, который может быть ориентирован на формирование сигнала только по переднему торцу объекта и потому не может быть использован для измерения размера перемещаемого объекта.