Устройство для управления автоматическими линиями

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Оь С 05 В 1918 БРЕТЕНИ ПИСАНИЕ ень нены с тригге объеди дом бл а втор дан 3. чаюо которыхческо оот ч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИй(56) 1. Авторское свидетельство СССР11 ь 336648, кл. С 05 В 23/00, 1970.2, Авторское свидетельство СССРУ 750440, кл. С 05 В 23/00,С Об Р 3/00, 1978 (прототип).(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УНРАВЛЕНИЯАВТОМАТИЧЕСКИМИ ЛИНИЯМИ, содержащееблок датчиков положения, первый выходкоторого подключен к первому входубло" а нормализации и кодирования,вход - к выходу исполнительного блока, блок управления, соединенныйвыходом с входом исполнительногоблока, программный блок, подключенный через блок элементов И к первомувходу регистра задания позиций, второй выход блока элементов И черезрегистр команд соединен с первымивходами блока управления, первый ивторой счетчики импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности, в него введеныблок сравнения, логический блок иблок коммутируемого делителя, выходкоторого подключен к первому входупервого счетчика импульсов, первыйвход - к второму выходу регистракоманд, второй вход - к выходублока сравнения, к первому входу,второго счетчика импульсов и квторым входам первого счетчика импульсов, регистра задания позиций,регистра команд и блока управления,выход блока нормализации и кодирования соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к выходу регистра задания позиций, третий вход - к выходу первого счетчика импульсов, четвертый вход - к третьему выходу регистра команд, первый выход второго счетчика импульсов соединен с вторым входом блока элементов И, а второй выход - с входом программного блока.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок коммутируемого делителя содержит генератор импульсов, группу статических триггеров, первый и второй элементы ИЛИ, элемент И, счетчик с переменным коэффициентом деления и группУ элементов И, выходы которых через первый элемент ИЛИ соединены с выходом блока коммутируемого делителя, первые входы элементов И подключк выходам статических триггеров, вторые входы - к выходам разрядов счетчика с переменным коэфФициентом, вход которого соединен с выходом элемента И, подключенного первым входом к выходу генератора импульсов а вторым входом - к выходу второго элемента ИЛИ, входы которого соедивыходами группы статических ров, первые входы которых невы с соединены с вторым вхоока коммутируемого делителя, ые входы - с первыми входами о блока.Устройство по п. 1, о т л ищ е е с я тем, что логический одержит два элемента И, вьходысоединены с выходами логио блока, а первые входы через тствующие элементы НЕ-с входам ского блока, второй вход каждо1149223 Вщарои 5 ыхад олАы сцещчи ка. Р коюаеР апории аых т- разрядна регистра 6 ютта Выхи/ и-раэря жаго алака У.уа дания аозиции Выход са аюидедчги триггера 48 Выход гежра - тора иютульсиФа Вход счетчика-оелиееля 20 Вход счелюога ФреемВБlход рарюироФателя 42 Выхо 3 йлока ФсраЮчения1149223о элемента И подключен к входу противоположного элемента НЕ.ч. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления автооператором содержит группу статических триггеров и по количеству триггеров группу усилителей мощности,выходы которых соединены с выходамиблока управления, а входы - с выходами статических триггеров, первыевходы которых соединены с первымивходами блока управления, а вторыевходы объединены и подключены квторому входу блока управления,Указанное устройство обладаетслабой защищенностью элементов памяти и реверсивного счетчика позиций,1что приводит к сбоям циклограммы ине обладает высокой надежностью, чтоограничивает область его примененияи функциональные возможности,Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для управленияавтоматическими линиями, содержащееблок датчиков, счетчик времени, программный блок и регистр команд, первый выход которого соединен с испол- Инительным блоком управления автооператором, а его первый вход - с первыми выходами (а+и) - разрядногоблока элементов И, подключенноговторыми выходами к первому входуп-разрядного регистра задания позиций, выходы которого и выходы блоканормализации и кодирования. подключены к выходам блока сравнения, что 30 Изобретение относится к автоматическому управлению и регулированию и предназначено для использования в системах управления автоматическими автооператорного типа линиями нане сения покрытия, например линиями химического никелирования.Известно устройство для управления автоматическими линиями 13.Однако это устройство обладает ограниченной областью применения, обусловленной сложностью изменения циклограммы и ее небольшой протяженностью, являющейся следствием малого объема памяти. 15Известно также устройство для управления. автоматическими линиями, содержащее регистр команд, счетчик времени, программный блок, блок датчиков перемещения, блок элементов 20 И, регистр задания позиций и реверсивный блок счета позиций 11. позволяет в определенной степени повысить надежность устройства 21,Однако для известного устройства характерны недостаточно высокая надежность в результате слабой защищенности элементов блока нормализации и кодирования от ложных входных сигналов, возникающих в линиях связи с датчиками верхнего и нижнего положений консоли автооператора, и ограниченная функциональная возможность при реализации .циклограмм, время выдержки в которых изменяется в значительных пределах, что требует увеличения разрядности блока памяти, и-разрядного регистра задания позиций, счетчика времени и усложения схемы устройства. Цель изобретения - повышение надежности устройства и расширение его функциональных возможностей,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления автоматическими линиями, содержащее блок датчиков положения, первый выход которого подключен к первому входу блока нормализации и кодирования, а вход - к выходу исполнитель. ного блока, блок управления, соединенный выходом с входом исполнительного блока, программный блок, подключенный через блок элементов И к первому входу регистра задания позиций, второй выход блока элементов И через регистр команд соединен с первыми входами блока управления, пер-, вый и второй счетчики импульсов, введены блок сравнения, логический блок и блок коммутируемого делителя, выход которого подключен к первому входу первого счетчика импульсов, первый вход - к второму выходу ре" гистра команд, второй вход - к выходу блока сравнения, к первому входу1149223второго счетчика импульсов и к вторым входам первого счетчика импульсов, регистра задания позиций, регистра команд и блока управления,выход блока нормализации и кодирования соединен с первым входом блокасравнения, второй вход которого подключен к выходу регистра заданияпозиций, третий вход - к выходу первого счетчика импульсов, четвертыйвход - к третьему выходу регистракоманд, первый выход второго счетчика импульсов соединен с вторым входомблока элементов И, а второй выход -с входомпрограммного блока, 15При этом блок коммутируемого делителя содержит генератор импульсов,группу статических триггеров, первыйи второй элементы ИЛИ, элемент И,счетчик с переменным коэффициентом мьделения и группу элементов И, выходыкоторых через первый элемент ИЛИ сое. динены с выходом блока коммутируемогоделителя, первые входы элементов ИподкЛючены к выходам статических дтриггеров, вторые входы - к выходамразрядов счетчика с переменным коэффициентом, вход которого соединен свьходом элемента И, подключенного,первым входом к выходу генератора импульсов , : а вторым входом - квыходу второго элемента ИЛИ, входыкоторого соединены с выходами группыстатических Триггеров, первые входыкоторых объединены и соединены с вторым входом блока коммутируемого делителя, а вторые входы - с первьщи входами данного блока,Кроме того, логический блок содержит два элемента И, выходы которыхсоединены с выходами логического блока, а первые входы через соответствующие элементы НЕ - с входами логического блока, второй вход каждого элемента И подключен к входу противоположного элемента НЕ. 45Блок управления автооператоромсодержит группу статических триггеров и по количеству триггеров группуусилителей мощности, выходы которыхсоединены с выходами блока управления, а входы - с выходами статическихтриггеров, первые входы которых соединены с первыми входами блока управления, а вторые входы объединены иподключены к второму входу блока управления.На фиг. 1 показана блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг. схема блока коммутируемого делителя;на фиг, 3 - схема логического бока,блока нормализации и кодирования,блока сравнения и и-разрядного регистра задания позиции; на фиг. 4схема в-разрядного регистра команд(в+п)-разрядного блока элементов И,блока управления автооператором исчетчика команд; на фиг. 5 - временная диаграмма устройства при выполнении команды ожидания; на фиг. 6 -временная диаграмма устройства привыполнении команд перемещения.Устройство содержит блок 1 коммутируемого делителя, логическийблок 2, блок 3 нормализации и кодирования, блок 4 сравнения, и-разрядный регистр 5 задания позиций,в-разрядный регистр б команд,(в+и)-разрядньп блок 7 элементов И,блок 8 управления автооператором, блоксчетчика 9 команд, программый блок10, блок счетчика 11 времени, исполнительный блок 12 и блок 13 датчиковположения.В устройстве (фиг. 1) выход блока Г коммутируемого делителя соединен с входом блока счетчика 11 времени.Через логический блок 2 и непосредственно блок 3 нормализации и кодирования соединен своими входами с выходами блока 13 датчиков. Входы блока 4 сравнения соединены с выходами блока 3 нормализации и кодирования и выходами и-разрядного регистра 5 задания позиций. Вторые и третьи входы блока 4 сравнения соединены соответственно с третьими выходами в-разрядного регистра 6 команд и выходами счетчика 11 времени. Выход блока 4 сравнения через блок счетчика 9 команд подключен к входу программного блока 10 и непосредственно к сбросовым входам блока 1 коммутируемого делителя, и-разрядного регистра 5 задания позиций, блока 8 управления автооператором, блока счетчика 1 1 времени, в-разрядного регистра 6 команд, первые выходы которого через блок 8 управления автооператором соединены с входами исполнительного блока 12, а вторые - с соответствующими входами блока 1 коммутируемого делителя. Входы и-разрядного регистра 5 задания позиций и в-разрядного регистра 6 команд подключены к выходам (в+и)-разрядного блока 7 элементов И, который1149223Чсвоими поразрядными входами соединенс выходом программного блока 10, авторым входом - с вторым выходомсчетчика 9 команд,Блок 1 коммутируемого делителя(фиг. 2) содержит статические триггеры 14 -14 количество которыхравно количеству модификаций командожиданий, элемент ИЛИ 15, генератор16 импульсов, элемент И 17, логические элементы И 18 -18;, элементИЛИ 19, счетчик-делитель 20 с коэффициентом деления15где Х - частота генератора;Г1 - частоты временных метоккоманд ожидания соответствующих модификаций, значения 20которых и их число 1 выбираются при реализации циклогр ага,Входы статических триггеров 14, -14 по шинам 21 -21, подключены ксоответствующим вторым выходам ш-разрядного регистра Ь команд, а выходы -к входам элемента ИЛИ 15 и первымвходам соответстующих элементов И 1818, . Выход элемента ИЛИ 15 соединен 30с первым входом элемента И 17, второйвход которого соединен с выходом генератора 16 импульсов, а выход - свходом счетчика-делителя 20, выходыкоторого подключены к вторым входамсоответствующих элементов И 181-18выходы которых через элемент ИЛИ 19по шине 22 соединены с входом блокасчетчика 11 времени. Вторые сбросовыевходы статических триггеров 14-14, 4 пи счетчика-делителя 20 соединенычерез шину 23 обнуления с выходомблока 4 сравнения.Логический блок 2 (фиг. 3) содержит элементы НЕ 24 и 25 и элементы И 26 и 27, входы 28 и 29,Блок 3 нормализации и кодирования содержит нормализующие элементы 30 -301 согласующие элементы 31 и 32, шифратор 33 адреса. Входы норма О лизующих элементов 301-30 по шинам 341-341, подсоединены к выходу блока 13 датчиков, а выходы - к входам шифратора 33 адреса, который преобразует код с датчиков в и-разрядный двоичный код. Согласующие элементы 31 и 32 своими входами подключены к выходу блока 2, а входами и выходами шифратора 33 адреса - к входам блока 4 сравнения.Блок 4 сравнения содержит элементыИ 35, 36, 37 -37, 38-38, элементыИЛИ 39 -39, пор;зрядный элемент 40сравнения, элемент ИЛИ 41, формирователь 42, элемент ИЛИ 43, элемент 44задержки, входы 45-49Первые входы элементов ИЛИ 39139 соединены с выходами элементовИ 37 -37 , вторые входы - с выходамиэлементов И 38-38, а выходы - ссоответствующими первыми входамипоразрядного элемента 40 сравнения,выход которого и выходы логическихэлементов И 35 и Зб подключены квходам элемента ИЛИ 41, Выход последнего соединен с входом формирователя42.который вырабатывает сигнал"Конец операции". Выход формирователя42 подключен к первому входу элементаИЛИ 43, на второй вход которого поступает сигнал Останов. Выходэлемента ИЛИ 43 через элемент 44задержки и шину 23, являющуюся шинойобнуления, подключен к выходу блока,Вторые входы поразрядного элемента 40сравнения соединены с соответствующими выходами и в разрядно регистра 5задания позиций,п-разрядный регистр 5 заданияпозиций содержит статические триггеры 50-50 п, первые входы которых пошинам 51,-51 подключены к соответствующим выходам (в+и)-разрядного блока 7 элементов И, а вторые - к выходу блока 4 сравнения,ш-разрядный регистр б команд(фиг. 4) содержит статические триггеры 52-52 п, и дешифратор 53,Блок 7 состоит из элементов 054 э -Блок 8 управления автооператоромсодержит статические триггеры 55-58и усилители 59-62 мощности, выходыб 3-66.Блок счетчика 9 команд содержитэлемент И 67, кольцевой счетчик 68,дешифратор 69 счетчика, статическийтриггер 70, формирователь 71 пуска,элемент ИЛИ 72 и элемент 73 задержки.Программный блок 10 состоит изматрицы памяти, Блок счетчика 11времени содержит п-разрядный двоичный счетчик,Исполнительный блок 12 состоит изэлектроприводов перемещения автоопе1149223ратора (" Вперед", "Назад", "Вверх",Вниз" ). 1Блок 13 датчиков состоит из группы датчиков генераторного типа,установленных в тачках позиционирования на линии, а также датчиковверхнего и нижнего положения консолиавтооператора.Такое решение схемы предлагаемогоустройства обеспечивает повышение 1 Оего надежности путем усиления защищенности элементов блока нормализации и кодирования от ложных входныхсигналов и расширения функциональныхвозможностей реализации циклограмм,время выдержки в которых изменяетсяв значительных пределах, без существенного увеличения разрядности блокапамяти, и-разрядного регистра задания позиций и счетчика времени. 20Устройство работает следующимобразом.В исходном положении автооператорнаходится на одной из позиций, Навторые входы элемента ИЛИ 43 блока 4 2сравнения (фиг. 3) и статическоготриггера .70 блока счетчика 9 команд(фиг. 4) поступает сигнал "Останов".в результате чего по шине 23 обнуления поступает сигнал на обнуляю- З 0щие входы статических триггеров14 -14 и счетчика-делителя 20 блока 1 коммутируемого делителя(фиг 2), статических триггеров501-50 и и-разрядного регистра 5 задания позиций (фиг. 3), статическихтриггеров 52-52 ш-разрядного регистра 6 команд, статических триггеров 55-58 блока 8 управления автооператором (фиг. 4) и на обнуляющий 40вход счетчика 11 времени, а с выходастатического триггера 70 блока счетчика 9 команд - на обнуляющий входкольцевого счетчика 68. Одновременностатический триггер 70 своим выходом 45блокирует прохождение сигнала "Обнуление" через элемент И 67 на счетныйвход кольцевого счетчика 68, которыйдля него является сигналом счета.В результате этого счетчик 9 команд 50находится в нулевом состоянии,и-разрядный регистр 5 задания позицийи ш-разрядный регистр 6 команд несодержат информации. В блоке 1 коммутирующего делителя (фиг. 2) на увыходе элемента ИЛИ 15 присутствуетсигнал, который блокирует элементИ 17, на вход счетчика-делителя 20 8импульсы счета с генератора 6 импульсов не поступают. Одновременно попервым входам блокированы логическиеэлементы И 18 -18, .При переводе устройства в рабочеесостояние сигнал "Останов снимается,в результате чего на выходе блока 4сравнения обнуляющий сигнал отсутствует, По сигналу Пуск" формирователь 71 пуска блока счетчика 9 команд(фиг. 4) вырабатывает сигнал, который, пройдя через элемент ИЛИ 72и элемент 73 задержки, поступает навторые разрешающие входы элементовИ 54-54, на первых входах которых присутствуют сигналы, поступающиес программного блока 10 и соответствующие коду первой команды, в результате чего данная команда считывается,причем ш разрядов записываются встатических триггерах 52-52 ш-разрядного регистра 6 команд, а и разрядов по шинам 51 -51 поступают ви-разрядный регистр 5 задания позиций.Одновременно сигнал формирователя 71пуска перебрасывает статический триггер 70, сигнал с выхода которого разрешает прохождение сигналов черезэлемент И 67 и на вход кольцевогосчетчика 68,В том случае, если код команды,содержащийся в ш-разрядном регистре 6команд, - команда ожидания одной измодификаций, дешифратор 53 выдаетразрешающий сйгнал на шину 49 иустанавливает по шинам 21-21; одиниз статических триггеров 14 -14блока 1 коммутируемого делителя(фиг, 2) в единичное состояние, Разрешающий сигнал с выхода одного изстатических триггеров 141-14,", который соответствует данной модификации,через элемент ИЛИ 15 поступает навход элемента И 17, разрешая темсамым прохождение счетных иьЬульсовс генератора 16 импульсов на входсчетчика-делителя 20. Одновременноразрешающий сигнал поступает напервый вход соответствующего элемента И 18 -18;, на второй вход которого начинают поступать с выхода счетчика-делителя 20 сигналы временныхметок соответствующей частоты, которые через элемент ИЛИ 19 по шине 22проходят на вход блока счетчика 11времени. При этом остальные логические элементы И 18-18 по своим первым входам заблокированы и счетныеимпульсы других временных меток на вход счетчика 11 времени не проходят.Счетчик 11 времени начинает считать импульсы временных меток, код числа которых с поразрядных выходов счетчика 11 времени по шинам 45-45 п (фиг. 3) поступает на первые входы элемементов И 38-38 блока 4 сравнения, на вторые входы которь;х по шине 49 поступает разрешающий сигнал, 1 и через элементы ИЛИ 39, -39 на соответствующие первые входы поразрядного элемента 40 сравнения, на вторые входы которого поступает со статических триггеров 50,-50 и-разрядного регистра 5 задания позиций код числа временных меток, При сравнении кодов поразрядный элемент 40 сравнения вырабатывает сигнал, который, пройдя через элемент ИЛИ 41, 2 О поступает на вход формирователя 42, Последний вырабатывает сигнал "Конец операции", который, пройдя через логической элемент ИЛИ 43 и элемент 44 задержки, поступает на шину 23 обнуления, в результате чего лбнуляются статические триггеры 14 - 14. и счетчик-депитель 20 блока 11коммутирующего делителя, статические триг геры 50 -50 и-разрядного регист-.1 П ЗО ра 5 задания позиций, статические триггеры 52-52 ш-разрядного регистра 6 команд и счетчик 11 времени, и сдновременно поступает через первый вход элемента И 67 блока счетчика 9 команд (фиг, 4) на счетный вход35 кольцевого счетчика 68 нарастив его состояние на единицу. Этот же сигнал, пройдя через элемент ИЛИ 72 и элемент 73 задержки, считывает из прсг 40 раммного блока 10 следующую команду. Время выдержки 7 команды ожидания определяется по ФормулеИТ = где Я - число временных меток,В том случае, если из программногоблока 10 в т-разрядный регистр 6 команд записывается код команды на 50перемещение консоли автооператоравверх или вниз, дешифратор 53 выдаетразрешающий сигнал на шину 46 или 47и устанавливает один из статическихтриггеров 55-58 блока 8 управления 55автооператором в единичное состояние,включая тем самым через соответствующий усилитель 59-62 мощности электропривод перемещения консоли авто- оператора. Сигнал управления на выходе блока 8 управления автооператором существует до момента срабатывания датчика, ввисимости от испол.няемой команды, верхнего или нижнего положения консоли автооператора, который поступает с блока 13 датчиков по шине 28 или 29 (Фиг. 3) или на первый вход логического элемента И 26 и на вход инвертора НЕ 25, сигнал с выхода которого заблокирует элементИ 27, или на первый вход ичвертора НЕ 24, сигнал с выхода которого заЪблокирует элемент И 26, В зависимости от того, какой датчик сработал, сигнал с выхода элементов И 26 или 27 поступает через согласующий элемент 31 или 32 блока 3 нормализации и кодирования на первый вход элемента И 35 или 36, на второй вход одного из которых поступает на шине 46 или 47 разрешающий сигнал. С выхода одного из элементов И 35 или 36 через элемент ИЛИ 41 сигнал проходит на вход формирователя 42, который вырабатывает сигнал "Конец операции", в результате чего обнуляется схема по шине 23 обнуления и наращивается состояние счетчика 9 команд на единицу. Причем при перекоммутации электрических цепей возможно возникновение ложных электрических сигналов от датчиков, которые, как правило, поступают одновременно на входы инверторов НЕ 24 и 25, при.этом оба элемента И 26 и 27 заблокированы, сигнал через блок 3 нормализации и кодирования в блок 4 сравнения не проходит и сигнал "Конец операциине вырабатывается, что исключает сбойциклограммы.Если команда, записанная в ш-раз. ряднэм регистре б команд, - перемещение по горизонтали, т.е. Вперед или"Назад", то дешифратор 53 ш-разрядного регистра 6 команд фиг, 4) выдаетразрешающий сигнал на шину 48 иустанавливает в зависимости от кодакоманды один из соответствующих статических триггеров 55-58 блока управления автооператором в единичноесостояние, включая тем самым исполнительное устройство на перемещениеавтооператора по горизонтали "Вперед"1 нили Назад , В данном случае адрес движения записывается в п-разрядном регистре 5 задания позиций. Действительное положение-автооператора навает два кода и вырабатывает сигнал,который, пройдя через логическийэлемент ИЛИ 41, поступает на входформирователя 42, в результате чеговырабатывается сигнал Конец операции", обнуляется схема, наращиваетсясостояние счетчика 9 команд на единицу и начинает обрабатыватьсяследующая команда,Применение предлагаемого устройства в линиях химического никелирования в сравнении с базовым позволяетэа счет повышения его надежностистабилизировать процесс химическойметаллизации пластинчатых конденсато"ров и повысить производительностьлинии на 40-603 за счет снижениятехнологических потерь на даннойоперации на 5-77.,11 1149223линии определяешь ся сигналами от датгчиков, которые по шинам 34-34(фиг, 3) череэ нормалиэующие элементы301-30 поступают на вход шифратора33 адреса, где преобразуется код сдатчиков в двоичный и"разрядный код,С выхода шифратора 33 адреса двоичный и-разрядный код поступает напервые входы логических элементовИ 37 -37, на вторые входы которых 1 Опо шине 48 поступает разрешающийсигнал, и далее через элементы ИЛИ39 -39 на первые входы поразрядногоЛэлемента 40 сравнения, на вторыевходы которого по шинам 51 -51 поступает код с и-разрядного регистра 5задания позиций,После выполнения команды поразрядный элемент 40 сравнения сравни