Устройство для программного управления объектом с @ - ступенчатым остановом

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЖНИЯ ОБЪЕКТОМ С К -СТУПЕНЧАТЬМ ОСТАНОВОМ, содержащее шифратор , датчик перемещения, подключенный первым и вторым выходами к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика импульсов сумматор, соединенный первым входом с информационным выходом блока ввода , а информационным выходом - с первым входом блока сравнения, подклиоченного первьм и вторым выходами к первым входам соответственно первого и второго элементов И, связанных выходами с соответствующими управляющими входами исполнительного блока и с входами элемента ИЛИ-НЕ, подключенного выходом к входу генератора импульсов, соединенного выходом с тактовьм входом k-ступенчатого распределителя им-, пульсов, связанного установочным входом с управляющим выходом блока ввода, а выходами - с информационным входом исполнительного блока , отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия , в него введены группы третьих и четвертых элементов И, подключенных первыми входами соответственно к прямому и инверсному выходам переноса сумматора и к вторым входам соответственно первого и второго элементов И, вторьми входами - к соответствующим выходам k-ступенчатого распределителя импульсов , а выходами - к входам шифратора , связанного выходами с вторым входом блока сравнения, причем СО Oi третьи входы первого и второго элементов И подключены к управляющему вьпсоду блока ввода, а выход ревер00 сивного счетчика импульсов - к второму входу сумматора.

СОЮЭ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) (11) (я)4 G 05 В 19/18

ЗСЕСОЮЗГИ

В;.ТЦ,; 1!(!1

ВИВЛИОТБ(А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ ЕНН Й НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3759774/24-24 (22) 22.06.84 (46) 07.12.85. Бюл. У 45 (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л.И. Брежнева (72) Э.П. Бобриков, Г.И. Лошкарев и С.Н. Кукушкин (53) 621.503.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1083160, кл. G 05 В 19/18, 1983.

Авторское свидетельство СССР

В 1130833, кл. G 05 В 19/18, 1984. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЬЕКТОМ С 1(-СТУПЕНЧАТЫИ ОСТАНОВОМ, содержащее шифратор, датчик перемещения, подключенный первым и вторым выходами к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика импульсов, сумматор соединенный первым входом с информационным выходом блока ввода, а информационным выходом — с первым входом блоха сравнения, подключенного первым и вторым выходами к первым входам соответственно первого и второго элементов И, связанных выходами с соответствующнми управляющими входами исполнительного блока и с входами элемента ИЛИ-НЕ, подключенного выходом .к входу генератора импульсов, соединенного выходом с тактовым входом

k-ступенчатого распределителя им-, . пульсов, связанного установочным входом с управляющим выходом блока ввода, а выходами — с информационным входом исполнительного блока, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены группы треть-" их и четвертых элементов И, подключенных первьии входами соответственно к прямому и инверсному выходам переноса сумматора и к вторым входам соответственно первого и второго элементов И, вторыми входами — к соответствующим выходам

k-ступенчатого распределителя импульсов, а выходами — к входам шифратора, связанного выходами с вторым входом блока сравнения, причем третьи входы первого и второго элементов И подключены к управляющему выходу блока ввода, а выход реверсивного счетчика импульсов — к второму входу сумматора.

119681310

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в различных системах управления перемещением объекта, например в системах управления перемещением подвижных элементов промьппленных роботов и вспомогательного оборудования работотехнических комплексов, а также в системах управления перемещением кислородной фурмы в конвертерах.

Цель изобретения — повьппение быстродействия устройства за счет сокращения времени выбора направления и скорости перемещения объекта.

На фиг.1 дана блок-схема устройства, на фиг.2 — зоны действия команд управления устройства k -ступенчатого останова.

Устройство содержит датчик 1 перемещения, реверсивный счетчик 2 импульсов блок 3 сравнения, первый

4 и второй 5 элементы И, сумматор

6, блок 7 ввода, исполнительный блок 8, элемент ИПИ-HE 9, генератор 10 импульсов, k -ступенчатый распределитель !1 импульсов, шифратор 12, третьи элементы И 13113,, четвертые элементы И 14 -14,.

В качестве импульсного датчика 1 перемещения может быть использован .любой известный датчик со схемой формирования импульсов на шинах (+) и (-) в зависимости от направления перемещения объекта.

Блок 3 сравнения предназначен для сравнения 1 -разрядного кода рассогласования т — Nо, поступающего с выходов сумматора 6 с и -разрядным кодом числа Х; поступающего с информационных выходов шифратора 12, где 11 — координата точки останова объекта (фиг.2); Т вЂ” координата текущего положения подвижного объекта ; 1„ — число, соответствующее расстоянию от заданной точки останова до точки, в которой .производится перевод со скорости 11; на скорость V;,, При Т вЂ” М „> х; сигнал "1" присутствует на первом выходе (" Больше" ) блока 3 сравнения, а при Т- М о х; сигнал "1" присутствует на втором выходе (" Меньше" ) блока 3 сравнения.

Сумматор 6 представляет собой любой из известных сумматоров комбинационного типа и выполняет непрерывное вычисление кода рассогласования T- N,, Это обеспечивается тем, что на одни входы сумматора 6 код текущего положения объекта Т поступает с выходов реверсивного счетчика 2 импульсов в прямом двоичном коде, а на другие входы сумматора 6 код заданной точки останова Ио поступает с информационных выходов блока 7 ввода в обратном двоичном коде. В случае несовпадения координат и Й„ знак несовпадения и направление перемещения объекта определяются единичным уровнем переноса P и Р сумматора 6..

Если T > Nо (объект находится вьппе точки останова), единичный сигнал присутствует на прямом выходе переноса, при этом на информационных выходах сумматора 6 код paccorsraco" вания T- Мо представлен прямым двоичным кодом минус единица. Если Т(11 (объект находится ниже точки останова), единичный сигнал присутствует. на инверсном выходе переноса P a код рассогласования Т- Ко представлен обратным двоичным кодом.

Исполнительный элемент 8 (например, привод) выдает соответствующее управляющее воздействие на объект управления, если на выходе элемента И 4 (или на выходе элемента И 5) будет присутствовать сигнал "1" (что является для вертикального перемещения объекта командой "Спуск" или соответственно командой "Подъем" ), при этом скорость. перемещения определяется номером выхода k -ступенчатого распределителя, на котором присутствует сигнал 111!1

k --Ступенчатый распределитель 11 имеет k выходов и может представлять собой, например, любой известный счетчик, имеющий k устойчивых состояний, к выходам триггеров которого подключен дешифратор с.! выходами (1,2,....,L;) ° Поступление импульсов на тактовый вход распределителя при наличии на его установочном входе сигнала "1" приводит к последовательному "пробегу" сигнала на его выходах (от 1-ro до k --го, снова от 1-го до k -го и т.д.). В случае наличия сигнала "0 на установочном входе распределителя на первом выходе распределителя присут1196813 ствует сигнал "1", а на всех остальных выходах распределителя присут-. ствуют сигналы "0" (независимо от поступления импульсов на тактовый вход распределителя).

Шифратор 12 может представлять собой двухмерную координатную матрицу, содержащую 2 k горизонтальных шин (шин выборки) и И вертикальных шин .(информационных кодовых шин).Установкой, например, диодов в соответствующих узлах координатной сетки, образованных пересечением i -й горизонтальной шины (1-й шины выборки) с вертикальными информационными шинами, кодируется число 1(;,причем кодирование чисел У„ ..., осуществляется в прямом двоичном коде минус единица, а кодирование чисел

X„,,...,Х „ — в обратном двоичном коде. Это вызвано тем, что в блоке

3 сравнения код чисел Х,,..., Х „ к расположенных выше точки останова (» М ), сравнивается с кодом рассогласования T- Ио представленным на выходных шинах сумматора в прямом двоичном коде минус единица, а код чисел Х,...,Х расположенных ниже точки останова (T <М ), сравнивается с кодом рассогласования T- N представленным обратным ор двоичным кодом.

Устройство работает следующим образом.

Объект неподвижен и находится, например, в точке То (фиг.2), при этом содержимое реверсивного счетчика 2 однозначно соответствует коду текущего положения объекта (коду точки Т ).

Задание точки останова (ввод программы) пока еще не производилось, т.е. как на информационных, так и на управляющем выходе блока

7 присутствуют сигналы "0". Сигнал

"1" присутствует на первом выходе распределителя 11, На управляющие входы исполнительного элемента 8 поступают сигналы "0", т.е. на объект управления никакое воздействие не оказывается.

Затем производится ввод программы. Код задаваемой точки останова

И, представленный обратным двоичным кодом (инверсное значение Np) поступает с информационных выходов блока ввода 7 на сумматор б, где вычисляется расстояние Т -К .Так

4 как объект расположен выше точки останова (» N )то единичный сигнал о формируется на прямом выходе переноса Р сумматора б, при этом на его информационных выходах рассогласование T --Np представлено прямым двоичным кодом минус единица.

Так как единичный сигнал с прямого выхода переноса Р сумматора 6 разрешает работу двухвходовых элементов И 13,-13, то единичный сигнал с 1-ro выхода распределителя

11 поступает через элемент И 13 на первую шину выборки шифра ора 12, в результате чего на выходе (информационных шинах) шифратора 12 формируется и -разрядный код числа Х, (прямой двоичный код минус единица), который сравнивается в блоке сравнения 3 с рассогласованием >- N предО 1 ставленным прямым кодом минус единица.

Если Т -11, >Х, то при появлении единичного сигнала на управляющем

25 выходе блока 7 ввода, последовавшего за вводом программы, имеем команду "Спуск" на скорости У (сигнал "1" присутствует на выходе элемента И 4 и на 1-м выходе распреЗО делителя 11). При этом на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 присутствует сигнал

"0", что запрещает работу генератора 10 импульсов.

Если Т-Й не больше чем Х, то ! p

35 при появлении единичного сигнала на управляющем выходе блока 7 ввода команда на движение не вырабатывается, в результате чего импульс, поступивший с выхода генератора 10 на

40 тактовый вход распределителя 11, переводит последний иэ 1-ro во 2-е положение (сигнал "1" будет присутствовать уже на 2-м выходе распределителя). Блок 3 сравнения будет

45 уже сравнивать Т- М с Х,.Если Т-Й

P по-прежнему не больше чем Х то сле2 1 дующий импульс с выхода генератора

10 переводит распределитель 11 в

3-е положение и т.д., до тех пор о пока рассогласование Т- М не окажется большим числа Х.

Если, например, T Мо > Х; то при появлении сигнала "f" на 1 -м выходе распределителя 11 на всех входах у элемента И 4 имеем сигналы "1", что приводит к формированию команды

"Спуск",.а до тех пор, пока сигнал "1" поступает на один из входов

1196813

20

55 элемента ИЛИ-НЕ 9, с выхода этого элемента поступает на вход генератора 10 сигнал "0", запрещающий работу последнего.

Таким образом, появление команды

"Спуск" a i -м такте распределителя

11, приводит к спуску объекта управления на скорости, номинал которой определяется номером j --ro выхода распределителя 11, на котором присутствует в этот момент сигнал "1". ,-,Спуск на скорости 1; производится до тех пор, пока T- К„ ) Х;, В момент прохода объекта точки N; = Мо+М, код текущего положения Т; находящийся

1 у в реверсивном счетчике 2, принимает значение Н; т.е. T;= N„- N, õ;,Ñèãíàë

"1" исчезает на выходе "Больше" блока 3 сравнения, что приводит к появлению сигнала "0" на выходе элемента И 4 (на выходе элемента И 5 уже присутствует сигнал "0", так как объект находится вьппе точки останова и на выходе Р сумматора 6 присутствует сигнал "0"). Появление сигнала "1" на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 приводит к запуску генератора 10.

Поступление импульса с выхода генератора IO на тактовый вход распределителя 11 приводит к переходу в распределителе 11 сигнала "1" с выхода на выход < +1.

Если +1 А k то (ввиду того, что „- И, > Х 1) снова появится команда

"Спуск", но уже на скорости Ч;

В момент, когда объект (фиг.2) проходит вниз мимо точки М (точка отключения двигателя с упреждением при спуске), неравенство Т вЂ” М„> Х „ сменится на равенство T-Й = Х и saтем вследствие движения на неравенство Т-l4 i Х . Объект входит в зону останова, в которой N< T N, Эта зона характерна тем, что, пока объект управления находится в ее пределах, ни на выходе элемента И 4, ни на выходе элемента И 5 сигнал "1" не появится. Это объясняется тем, что в этой зоне 7;- И,с Х, при TÄ >III (объект расположен выше точки останова) иТ; -И, х,„при Т; а ц о (объект расположен ниже точки останова).

Таким образом, если объект находится в зоне останова, то ввиду того, что ни одна из схем совпадения на элементах И 4 и 5 не собирается независимо от положения распределителя 11, будет отсутствовать команда на движение. Если при спуске объект "проскочит" зону останова, т.е. опустится ниже точки И к то

2к у произойдет возврат объекта в зону останова по следуюшим причинам.

В момент, когда объект спустится в зоне останова, не было уже команды "Спуск" и не было еще команды

"Подъем". Вследствие этого, наличие сигнала "1" на выходе элемента

ИЛИ-НЕ 9 разрешает генератору 10 формировать импульсы, поступление которых на тактовый вход распределителя I1 приводит к последовательному "пробегу" сигнала "1" на выходах распределителя 11 (k,1,2,...,, 1,2...,,k, 1,2,... и т.д.).

В момент, когда объект по какой-то причине все же по инерции вьппел за пределы зоны останова (т.е. спустился ниже точки Х „ ), а распре" делитель 11 имел сигнал "1" на 1 -м своем выходе, будет иметь место последовательный "пробег" сигнала "1" с -ro выхода íà k -й выход распределителя 11. В момент, когда сигнал "1" появится на k -м выходе распределителя 11, блок 3 сравнения начнет сравнивать код рассогласования Т- и поступающий с выходов сумо1 матора 6 в обратном коде, и обратный код числа Х „ поступающий с выхода шифратора 12 (при T < К„ единичным сигналом с выхода Р суммато" ра 6 разрешается работа элементов И

13x+, -13>„) . Так как в этот момент Т - М х „(т. е. сигнал "1" на втором выходе "Меньше" блока 3 сравнения) и есть сигнал "1" на выходе P сумматора 6, то на выходе элемента И 5 появится сигнал "1" (команда "Подъем" ) и будет осуществляться подъем на скорости VX

При этом, так как на выходе элемента ИЛИ-НЕ 9 имеется сигнал "0", генератор 10 оказывается заторможенным.

При подъеме объекта (возврат в зону останова) в момент прохождения мимо точки И к (точка отключения двигателя с упрежленнем при подъеме) неравенство T - -M + X q сменяется на равенство Т-М - x и затем, вследствие движения, на неравенство

Т-N,> x2k  результате команда Подъем исчезает, так как на втором выходе "Меньше" блока 3 сравнения сигнал "1" сменяется на "0".

С .этого момента генератор 10 "заставляет" распределитель 11 менять свое положение,. но пока объект будет находиться в зоне останова, исполнительный блок 8 не будет оказывать управляющего воздействия на объект управления, т.е. двигатель будет отключен в этом случае с упреждением при подъеме.

Предлагаемое устройство, имея простой алгоритм работы, позволяет, помимо многоступенчатого останова, производить реверс перемещения объекта в случае его случайного вы1196813 бега за пределы зоны останрва, а также позволяет вводить новое задание и во время перемещения объекта, при этом максимальное время, затрачиваемое на выбор направления и скорости перемещения, сокращается по сравнению с известньщ устройством более чем в два раза и не превьппает Г (1 -1), где k — число сту10 пеней торможения; — период следования импульсов генератора импульсов (у известного устройства это время составляет (2k-1) ° С ). Следовательно, предлагаемое устройство обеспе15 чивает быструю реакцию исполнительного органа при вводе программы.

43иа, 1

1196813

Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7562/45

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

Составитель Н. Горбунова

Редактор В. Петраш Техред О.Ващишина Корректор М. Самборская