Устройство для программного управления объектом с к- ступенчатым остановом
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ С k -СТУПЕНЧАТЫМ ОСТАНОВОМ, содержащее датчик , перемещения, подключенный выходом к входу реверсивного счетчика, выходы (k+D-ro блока сравнения соединены с первыми входами исполнительного органа, а выходы k блоков сравнения соединены через логический блок с вторыми входами исполнительного органа, вход ()-ro блока сравнения соединен с прямым выходом реверсивного счетчика, а второй вход - с первым выходом блока ввода программы, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства , повьшения надежности его работы , в него введены коммзггатор и сумматор , входы которого соединены с первыми выходами коммутатора, а выход - с первь(и входами блоков сравнения, вторые входы которых через коммутатор подключены к вторым выходам блока звезда програмюл, инверсный выход реверсивного счетчика соединен с третьим входом коммутатора , а прямой - с четвертым входом коммутатора, управляющие входы-, которого подключены к выходам (к+1)-го блока сравнения, третий вход суммато9 ра соединен с шиной 1. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что коммутатор содержит две группы многсфазрядных ключей, управляющие входы многоа разрядных ключей обеих групп подключены к управлякнфш входам коммутатора , выходы многоразрядных ключейобъединены и подключены к первьм и о вторым выходам коммутатора, а их 9 информационные входы соединены с соответствующими входами коммутатора.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (1% (И) >ш G 05 В 19/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3638125/24-24 (22) 25. 08. 83 (46) 07.11.84. Бюл. У 41 (72) М,А. Мельц (71) Украинский государственный проектный институт "Металлургавтоматика" (53) 621.503.55 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
У 452808, кл. G 05 В 19/18, 1973.
2. Авторское свидетельство СССР
У 1007085, кл. G 05 В 19/18, 1981 (прототип)., (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ С k. -СТУПЕНЧАТЫМ ОСТАНОВОМ, содержащее датчик перемещения, подключенный выходом к входу реверсивного счетчика, выходы (k+1)-ro блока сравнения соединены с первыми входами исполнительного органа, а выходы k блоков сравнения соединены через логический блок с вторыми входами исполнительного органа, вход (1+1)-ro блока сравнения соединен с прямым выходом реверсивного счетчика, а второй вход — с первым выходом блока ввода программы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, повьяпения надежности его работы, в него введены коммутатор и сум матор, входы которого соединены с первыми выходами коммутатора, а выход — с первьми входами k. блоков сравнения, вторые входы которых через коммутатор подключены к вторым выходам блока ввода программы, инверсный выход реверсивного счетчика соединен с третьим входом коммутатора, а прямой — с четвертым входом коммутатора, управляющие входы. которого подключены к выходам (к+1)-го блока сравнения, третий вход суммато- I ра соединен с шиной "1".
2 ° Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что коммутатор содержит две группы многоразрядных ключей, управлянш ие входы многоразрядных ключей обеих групп подключены к управляющим входам коммутатора, выходы многоразрядных ключей объединены и подключены к первым и вторым выходам коммутатора, а их информационные входы соединены с соответствующими входами коммутатора.
021
55
f 1123
Изобретение относится к автоматизации. производственных процессов и может быть использовано в различных. системах управления перемещением объекта, например в системах управле- 5 ния перемещением кислородной фурмы в конверторе, в станках с числовым программным управлением в роботах.
Известна счетно-импульсная система программного управления, содержащая генератор импульсов, датчик перемещения, подключенный к ревер". сивному .счетчику, а через него к сравнивающему устройству, второй вход которого соединен с блоком 15 ввода программы, исполнительный орган и логический блбк, подкпюЧенный к сравнивающему устройству датчику перемещения, генератору импульсов, блоку ввода программы, счет- 20 чику импульсов, а через него к исполнительному органу, к которому под" ключено и сравнивающее устройство ЩНедостатки такой системы — сложный алгоритм работы, невозможность автоматического возврата объекта в зону допустимого останова в случае выбега за эту зону, невозможность корректировки задания во время перемещения объекта. 30
Наиболее близким по технической. сущности к предлагаемому является счетно"импульсное устройство для программного управления объектом с к -ступенчатым остановом, содержащее 2 k реверсивным счетчиков и
2 k блоков сравнения, выходы которых через логический блок подключены к исполнительному органу, первые 40 входы. объединены и подключены к выходу блока ввода программы, вторые входы соединены с выходами реверсивным счетчиков, счетные входы ко" торых объединены и подключены к выходу датчика перемещения, последова" тельно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов и блок задания исходных состояний реверсивных счетчиков f 2).
Недостатками известного устройства являются относительная слож.ность его схемкой реализации, соответственно недостаточная надежность, а также невозможность изменения величины зон управления.
Цель изобретения — упрощение устройства, повышение надежности в
1 работе и расширение его функциональных возможностей.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программного управления объектом с k -ступенчатым остановом, содержащее датчик перемещения, подключенный.выходом к входу реверсивного счетчика, выходы (9+1)-ro блока сравнения гоединеиы с первые входом исполннтельного органа, а выходы k блоков сравнения соединены через логический блок с вторыми входами исполнительного органа, первый вход (1+1)-ro.áëoêà сравнения соединен с прямым выходом реверсивного счетчика, а второй вход - с первым вьиодом блока ввода программы, введены коммутатор.и сумматор, входы которого соединены с первыми выходами коммутатора, .а выход - с первыми входамн < блоков сравнения, вторые входы Которьм через коммутатор подклвчены к вторым выходам. блоха ввода программы, инверсный Выход реверсивного счетчика соединен с третьим входом коммутатора, а прямой †. с четвертым входом коммутатора, управляющие входы которого подключены к выходам (k+1)-го блока сравнения, третий вход сумматора соединен с .шиной "1".
Кроме того, коммутатор содержит две группы многоразрядных ключей, управляющие входы многоразрядных ключей обеих групп подключены к управляющим входам коммутатора,выходы многоразрядных ключей объединены и подключены к первым и вторым выходам коммутатора, а их информационные входы соединены с соответствующими входами коммутатора.
На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - относительное расположение зон действия команд управления исполнительного органа устройства, на фиг.3 - схема коммутатора, на фиг.4 - блок ввода программы.
Устройство для программного управления объектом с k -ступенчатым остановом содержит блоки 1,,.
1,1 4 сравнения, сумматор 2, коммутатор 3, блок 4 ввода программы, реверсивный счетчик 5, датчик
6 перемещения, логический блок 7, исполнительный орган Я, шину 9 цифры "1". Логический блок 7 сос1 !2302!
3 тоит иэ элементов ИЛИ 10„,10д,..., 10 н нэ элементов И 11,,11,..., 1 1 -1.
В устройстве для программного управления объектом с k -ступенчатым остановом первые входы блоков 1, 1,..., 1 сравнения объединены и подключены к выходу сумматора 2, первый н второй входы которого под- . ключены соответственно к первому и второму выходам коммутатора 3, информационные "входы которого подключены соответственно к выходам блока 4 ввода программы и к выходам реверсивного счетчика 5. Выход датчика 6 перемещения подключен к счетному входу реверсивного счетчика 5, первый выход KQTopoI o подключен к первому входу блока 1 +,! сравнения, второй вход которого подключен к первому выходу блока 4 ввода программы, а первый и второй. выходы подключены к первому и второму управляющим входам коммутатора 3. Выходы логического блока 7 подключены к входам исполнительного органа 8, первый и второй управляющие входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока 1 +q сравнения.
Коммутатор 3 состоит из многоразрядных ключей 124-И, 13„-13, 14-17. Блок 4 ввода программы состоит из цифровых датчиков 18,19„-!А, и блока 20 инверторов.
Каждьй из блоков 149 1%э""1к сравнения представляет-собой известное сравнивающее устройство, на первом выходе "Больше." которого присутствует сигнал "1", если на нервом его входе присутствует код числа больше, чем код числа, присутствующий на его втором входе. Если соотношение между числами противоположное указанному, то сигнал "1" присутствует не .на пЕрвом. а на втором выходе "ХЕньше". В случае равенства чисел сигнал "1" присутствует на третьем выходе "Равенство".
Сумматор 2 представляет собой любой из известных двоичных сумматоров комбинационного типа, имеющего для каждого .разряда два входа, а для первого разряда - три входа. Сумматор 2 предназначен для вычисления модуля разницы между кодом Т и кодом H
Из работы коммутатора 3 следует, что в случае,. когда Т > Н ., на второй вход сумматора " поступает код
Н (инверсный код, получаемый за счет инверсии каядого разряда кода
Но в отдельности), а. на первый — Т.
В этом:случае для двоичных кодов справедливо
С = Т + Но + 1 = Т вЂ” H0 = (Т вЂ” Но)
В случае, когда Т < Н, на первый вход сумматора поступает код Т, а на второй — Н, в этом случае получают
С = Т +.Н, + 1 = Н,— Т = (Т - Н,).
Коммутатор 3 при наличии сигнала
"1" на своем первом управляющем входе на выходах содержит информацию, I поступающую в него по нечетным входам. В случае же наличия сиг20 нала "1" на втором управляющем входе коммутатора 3 íà его выходы поступает .информация с его четных .входов. Коммутатор 3 представляет собой известную схему, состоящую, например, из двух рядов многоразрядных ключей;
Блок 4 ввода программы предназначен для задания точки останова с координатой Н и для задания (см.фиг.2) расстояний А,...,А „и
В,...,В„ от .точки останова НО до границ зон управления (для каждой из зон управления характерна своя скорость 7<) V 35 ЧД). Изменение двоичных кодов Ноу A„у е ° е рАу рВ, у ° ° ° у В» Возможно одновременно или независимо один от другого. При этом должно соблюдаться условие A>> А. „(B> + В .„) . 40 Реверсивный счетчик 5 представляет собой двоичный реверсивный счетчик,на первом выходе которого присутствует прямой код Т "текущего" положения объекта,а на втором выходеинверсный код Т. Логический блок .7 представляет собой комбинационную схему, состоящую из элементов ИЛИ и И, предназначенную для формирования на одном из своих выходов сигнала "1", соответствующего определенной величине скорости. В связи с тем, что объект физически не может находиться одновременно в нескольких зонах управления (фиг.2), то сигнал "!" может поступать только на один выход логического блока 7 в зависимости от того, в какой зоне управления нахо1123021 В зависимости от знака неравенства между заданнйм и текущим положением объекта,с выходов реверсивного счетчика 5 и блока 4 ввода программы через коммутатор 3 на первьй и второй входы сумматора 2 поступают соответственно коды Т и Но или Т и Й . На выходе сумматора 2 присутствует код С = (Т вЂ” Н ), т.е. код величины расстояния между объектом и заданной точкой его останова (величина рассогласования}. дится в данный момент объект. Если объект находится вьппе заданной точки останова Н, но не далее чем Н о + А„, илн же ниже точки Но, но не далее Нр + В„, т,е . в зоне "не- 5 чувствительности", то сигнал "1" не будет присутствовать ни на одном выходе логического блока 7. Исполнительный орган .8 может представлять собой, например, релейную схему, предназначенную формировать команду на перемещение объекта с определенной скоростью в соответствующем направлении в случае, когда сигнал "1" поступает на один из 15 К входов исполнительного органа 8 со стороны логического блока 7 (этим определяется номинал скорости) и одновременно с этим поступает сигнал "I" на («+1)-й либо (К+2)-й вход исполнительного органа 8 со стороны блока 1 «+ „ сравнения (этим опреде-. ляется направление- скорости).. Если же информация о необходимом номинале скорости в исполнительнщЪ орган 8 не поступает {объект расположен в зоне "нечувствительности" ) или в исполнительный орган 8 не поступает информация о .направлении скорости (Т = Но), команда на движение исполнительным органом 8 не выдается (привод огключен). Устройство работает следующим образом. Во время перемещения объекта с датчика 6 .перемещения поступают импульсы на вход реверсивного счетчи« ка S, на выходах которого присутствуют прямой Т и инверсный Т коды координаты объекта. В результате сравнения кода Т с кодом Н о задания точки останова на одном из выходов блока 1 + „ фор-. мируется сигнал "1", который опреде" ляет направление.неремещения объек- 4 та к точке Но. С выходов блока 4 ввода программы через коммутатор 3 на вторые входы блоков 1,...,1 сравнения поступают коды расстояний между точкой останова Н и соответствующими границами зон управления. В случае, например, вертикального перемещения объекта на вторые входы блоков 1„; сравнения в зависимости от знака соотношения между кодами: Т и Но поступают коды расстояний между заданной точкой Но (фиг.2) и точками А> или Â, расположенны-ми соответственно выше или ниже точки Но. В зависимости от расположения объекта по отношению к точке заданного останова Н сигнал "1" может присутствовать либо только на первом выходе блока 1„сравнения (это характерно для случая, когда С А „(В„), либо одновременно на втором и третьем выходах блока 1 сравнения и .на первом выходе блока 1. 4 сравнения. (это характерно для случая, когда Ар-4(ВР-4) С с А (В ) ° Если объект находится,(фнг.2) выше точки с координатой Н + А„, так как в этом случае Т л„тос=(т-Н) =т-Н но так как Т - Н + А, то Т вЂ” Но А« m.e. С ) Aê. В этом случае, так как Т Н„, с первого выхода блока 1 +„сравК+4 кения на вход исполнительного органа 8 поступает команда "Спуск", а с первого выхода блока I» ñðàaíåния на исполнительный орган 8 через логический блок 7 поступает сигнал 7«. В результате производится спуск объекта на скорости V В тот момент, когда объект подойдет к точке с координатой Но + А, сигнал "1" на первом выходе блока 1„ сравнения пропадет, . а на его втором выходе (С А«) появится. Так как при этом С > А„„, то на первом выходе блока 1„4 сравнения присутствует также сигнал "1". В результате с выхода элемента И 11« на вход исполнительного органа 8 поступает сигнал Ч«„., т.е. продолжается спуск, но уже на скорости Ч 4. Переход на другие ск6рости при входе объекта в другие зоны управления производится аналогично. Когда же объект подойдет к 7 11 точке с координатой Н + А, то сиг- нал "1" на первом выходе блока сравнения пропадет (т.е. снимется сигнал Ч„), а так как при этом других сигналов на исполнительный орган 8 с выходов логического блока 7 поступать не будет, то электропривод отключается и объект начинает, двигаться в. зоне нечувствительности по инерции, подходит к точке Н (расстояние А — длина пробега по инерции - определяется заранее и зависит от различных технологических причин инерционности привода, массы объекта, номинала .скорос- ти Ч„,). Если объект находитея ниже точки с координатой Н„ + В, то управление изменением скорости происходит аналогично, но,при этом появляется сигнал ".Подъем" на третьем выходе блока..1< „ срав.нения (Т Н„), С = "(Т - Н ) Но - Т, а взамен расстояний А„. используются расстояния В„ (на фиг.2 они ноказаны:ниже точки R ). . Нри подъеме объекта нижней гра нице эоны нечувствительности (зоны останова) соответствует точка с координатой Но- В Таким образом, когда Т Ф Но и объект не расположен в зоне нечув-! ствительностн, на входы исполнительного органа 8 поступает информация 5 о номинале и направлении требуемой скорости перемещения объекта. 23021 Предлагаемое устройство имеет простой алгоритм работы. Ввиду то<0 го, что кроме реверсивного счетчика, see остальные блоки представляют собой комбинационные схемы, нредлагаемое устройство имеет высокую надежность, а за счет применения, ! 5 меныяего числа реверснвных счетчиков и блоков сравнения оно является более надежным, чем известное. Применение предлагаемого уст.ройства позволяет не только произ20 водить реверс перемещения объекта (в случае его случайного выбега за пределы зоны останова) и изменять координату заданной точки останова как при неподвижном, так и 25 подвижном объекте, но и позволяет также изменять величину зон управления как при подвижном, так и неподвижном объекте, т.е. позволяет в любой момент времени полностью изменять лрогра,мму. 1 t 23021 11?3021 Составитель И. Швец Техред О.Ващншина Корректор Е. Сирохман Редактор А. Мотыль Заказ 8139/39 Тираж 841 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4
