Устройство для автоматического управления объектом

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У о с У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТ(71) Экспериментально-конструкторский и технологический институт автомобильной .промьппленности (53) 621.503.55 (088.8).(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 616610, кл. С 05 В 19/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССР У 682585, кл. С 25 0 21/12, 1976 (прототип).(54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИ ЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ. ОБЪЕКТОМ,содержащее конечный выключатель, блок отработки горизонтального перемещения, блок отработки вертикального перемещения и последовательно соединенные блок управления и блок кодирования операции, а также последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов, блок .сравнения и блок набора прОграмм, соединенный выходами с первыми . входами блока аварии, первый вход блоков отработки горизонтального и вертикального перемещений, первый вход блока набора программ и второй вход блока аварии соединены с вторым выходом блока управления, первые выходы блока сравнения подключены к вторым входам блока отработки горизонтального перемещения, третий выход - к третьему входу блока отработки горизонтального перемещения, к второму входу блока отработки вертикального перемещения и к устано- вочному входу счетчика импульсов,т л и ч а ю щ е е с я тем, что, целью повыщения надежности к прощения устройства, в него введен реверсивный регистр .адреса, подключенный первыми входами к третьим входам блока управления, вторцьы входами - к первым выходам блока сравнения, третьим входом - к выходам конечного выключателя, а выходами - к вторым входам блока сравнения и блока кодирования операции .загрузки, третий выход блока управления соединен с третьим входом; блока отработки вертикального пере.мещения, первый выход которого подключен к третьему входу .блока сравнения, а вторые выходы - к вторым входам блока кодирования операции загрузки и к третьим входам блока аварии. Л2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок срав-, нения содержит два мультиплексора, пять элементов ИЛИ-НЕ и два ЕС-триггера, инверсные выходы которых через первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, соединены с первыми выходами блока сравнения соответственно, прямые вьмоды через третий и четвертый элементы ИЛИ-НЕ соединены с 8-входом соответствующего КЯ-триггера,й-входы КЯ-триггеров подключены к выходу. блока сравнения и к выходу пятого элемента ИЛИ-НЕ, подключенного входами соответственно к вторым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, к выходу первого и второго мультиплексоров, счетные входы кото,1084741Я РФ ЮИТГ Уиа,иг.Ю Составитель И. ШвецТехред А.Бабинец Корректо Редактор Т. Мермелшт Тиго акаэ 2000/4"Патент", г. Уагород, ул. Проектная,4 ГВНИИПИ Госуд по дела 13035, Москва-35, Раув Подписноеомитета СССРи открытийая наб., д, 4/5входы - с первыми входами блока кодирования операций, причем каждыйблок загрузки ванн содержит управляющий КБ-триггер, три элемента И иэлемент ИЛИ, выход которого соединенс 8-входом КЯ-триггера, подключенного К-входом к выходу первого эле"мента И, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента И и с вторым входом блока загрузки ванн, вторые входы первого ивторого элементов И соединены спервыми входами блока загрузки ванн,выход третьего элемента И подключенк второму входу элемента ИЛИ, а первый и второй входы - к вторым входам блока загрузки ванн. 1084741 рых объединены и соединены с первыми входами блока сравнения, а управляющие входы - соответственно с вторыми входами блока сравнения, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ объединены и подключены к четвертому входу блока сравнения.3, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок кодирования операции содержит четыре блока загрузки ванн, первые, выходы которых соединены с соответствующими выходами блока кодирования операции, первый вход каждого блока загрузки ванн соединен с первым входом блока кодирования операции, вторые входы - с вторыми входами, а третьисравнения, второй вход соединен с выходом блока горизонтального перемещения автооператора, а выход соединен с входом регистра адреса. Каждый канал устройства дополнительно содержит блок пускаавтооператора и блок отгона авто- оператора, поразрядные входы которьи соединены с выходами регистра адреса, второй вход блока пуска автооператора соединен с выходом блока отгона автооператора,третий вход блока пуска соединен с выходом блока отгона канала управления смежным автооператором,пер" вый вьиод блока пуска автооператора соединен с входом блока горизонтального перемещения автооператора, а второй - с регистром адреса 11,.Недостатком такого устройства является запись позиции в регистр адреса в двоичном коде что усложняет устройство и увеличивает энергозатраты. Устройство содержит каналы по2 О числу автооператоров, каждый из которых состоит из регистра адреса, шифратора и блока сравнения, причем поразрядные выходы регистра адреса25 и шифратора соединены с соответствующими входами блока сравнения, блока горизонтального перемещения автооператора, входы которого соединеныс соответствующими выходами блока сравнения, блока вертикального перемещения автооператора, первый вход которого соединен с соответствующим выходом блока Изобретение относится к автомати-ческим системам, управляющим подъем-. но-транспортными машинами, и может быть использовано в автомобильной промышленности, применяющей автоматические линии с автооператорами, например, для управления автооператорами гальванической линии.Известно устройство для управления автооператорами автоматической 1 О линии, которое записывает в двоичном коде адрес позиции и сравнивает его с сигналом двоичного кода положения автооператора в блоке сравнения. В результате такого5 сравнения вырабатывается один из сигналов "Больше" и "Меньше", управляющий горизонтальным перемещением автооператора. Известно также устройство управления автоматическими линиями обработки деталей в жидкостях, которое образует команду-вызов авто- оператора, зашифрованную в двоичном коде, и сигналы действительного местонахождения автооператора в двоичном коде, поступающие в блок08474 сравнения. При неравенстве поступающих на блок сравнения адресов появляются сигналы рассогласования, образующие сигналы на включение "Вперед" или "Назад". 5Устройство состоит из блока горизонтального перемещения, блока вертикального перемещения, блока конечных выключателей и дополнительно иэ блока генератора импульсов, блока 10 счетчика пауз, блока набора програмьы, блока кодирования вызовов, блока сравнения, блока управления и блока аварии, причем блок генератора им" пульсов последовательно соединен че". 1 рез блок счетчика пауз и блок набора программы с первым входом блока кодирования вызовов, первый выход которого соединен с вторым входом блока счетчика пауз и первым вхо дом блока сравнения, второй выходс первым входом блока управления и с вторым входом блока сравнения, третий и четвертый входы которого соответственно соединены с первым и вторым выходами блока конечных вы- . ключателей, причем первый и второй выходы блока сравнения соответственно соединены с первым и вторым входами блоков горизонтального и вер тикального перемещений, а третий выход - с третьим входом блока гори" зонтального перемещения, при этом второй выход блока сравнения соединен с вторым входом блока управленйя, ц третий и четвертый входы которого соединены с третьим и четвертым выходами блока конечных выключателей, а блок аварии соединен с третьим и .четвертым выходами блока вертикаль ного перемещения и с четвертым и пятым выходами блока горизонтального перемещения,вестой и седьмой выходы которого соединеныс вторым И третьим входами блока кодирования вызова 2 .Недостаток известного устройства сравнение сигналов в двоичном коде,что, усложняет блок сравнения иснижает надежность устройства прибольшом числе положений автооператора из-за возникающих помех на входесчетчика.Цель изобретения - повышениенадежности и упрощение устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для автоматического управления объектом,содер 4жащее конечный выключатель, блокотработки горизднтального перемеще"ния, блок отработки вертикального перемещения и последовательно соединенные блок управления и блок кодирования операции, а также после-,довательно соединенные генераторимпульсов, счетчик импульсов, блоксравнения и блок набора программ,соединенный выходами с первыми входами блока аварии, первый вход блоков отработки горизонтального ивертикального перемещений, первыйвход блока набора программ и второй вход блока аварии соединены свторым выходом блока управления,первые выходы блока сравненияподключены к вторым входам блокаотработки горизонтального перемещения, третий выход - к третьему входу блока отработки горизонтальногоперемещения, к второму входу блокаотработки вертикального перемещения и к установочному входу счетчика импульсов, введен реверсивный регистр адреса, подключенныйпервыми входами к третьим выходамблока управления, вторыми входамик первым выходам блока сравнения,третьим входом - к выходам конеч-ного выключателя, а выходами - квторым входам блока сравнения иблока кодирования операции, третийвыход блока управления соединен стретьим входом блока отработкивертикапьного перемещения, первыйвыход которого подключен к третьему входу блока сравнения, а вторыевыходы - к вторым входам блокакодирования операции и к третьимвходам блока аварии. Блок сравнения содержит двамультиплексора, пять элементов ИЛИ-НЕи два КЯ-триггера, инверсные выходы которых через первый и второй элементы ИЛИ-НЕ соединены с первымивыходами блока сравнения соответственно, прямые выходы через третийи четвертый элементы ИЛИ-НЕ соединены с Я-входом соответствующегоКЯ-триггера, К-входы КЯ-триггераподключены к выходу блока сравнения и к выходу пятого элементаИЛИ-НЕ, подключенного входами соответственно к вторым-входам, третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ,к выходу первого и второго мультиплексоров, счетные входы которых1084объединены и соединены С первымивходами блока сравнения, а управляющие входы - соответственно свторыми входами блока сравнения,вторые входы первого и второго 5элементов ИЛИ-НЕ объединены и подключены к четвертому входу блокасравнения.Блок кодирования операции содержит четыре блока загрузки ванн,1 Опервые выходы которых соединены ссоответствующими выходами блокакодирования операции, первый входкаждого блока загрузки ванн соединен с первым входом блока кодирования операции, вторые входы - свторыми входами, а третьи входыс первыми входами блока кодирования операций, причем каждый блок загрузки ванн содержит управляющий 2 ОКЯ-триггер, три элемента И и элемента ИЛИ, выход которого соединен1с 8-входом КБ-триггера,подключенного К-входом к выходу первого эле".мента И, первый вход которого соединен .с первым входом второго элемента И и с вторым входом блоха загрузки ванн, вторые входы первого ивторого элементов И соединены с первыми входами блока загрузки ванн, . ЗОвыход третьего элемента И подключенк второму входу элемента ИЛИ, а первый и второй входы - к вторым входамблока загрузки ванн.Схема устройства обеспечивает ма- З 5лое энергопотребление, проста и надежна, так как, режим ее работы независит от изменения частоты переключения сигналов двоичного кода.На фиг.1 представлена блок"схемапредлагаемого устройствами на фиг.2 -функциональная схема блока сравнения,на фиг,З - блок-схема блока кодирования операции загрузкиф на фиг.4 -функциональная схема блока загрузкиванны, на фиг.5 - то же, блока .управления; на фиг. 6 - то же, реверсивного регистра адреса, на фиг.7 то же, блока отработки вертикальногоперемещения; на фиг.8 - то же, блока 5 Онабора программы на фиг.9 - то же,блока аварии.Устройство для автоматическогоуправления объектом, например, начетыре положения (фиг.1) содержитпоследовательно соединенные, генератор 1 импульсов, счетчик 2 импульсов,конечный выключатель 3, реверсивный 741 , 6регистр 4 адреса, блок 5 наборапрограмм, блок 6 сра.внения, блок 7кодирования операции загрузки, блок8 аварии, блок 9 управления, блок10 отработки горизонтального перемещения, блок 11 отработки вертикального перемещения, выпрямитель 12,выходы 13-20 реверсивного регистраадреса, выходы 21 и 22 блока наборапрограммы,выходы 23-26 счетчика2 импульсов.Блок 6 сравнения (фиг.2) содержит первый 27 и второй 28 мультиплексоры, пять элементов ИЛИ-НЕ29-33, два триггера 34 и 35 ивход 36 блока, причем счетные входымультиплексоров 27 и 28 соединеныпараллельно,Блок 7 кодирования операциизагрузки (фиг,З) содержит первый37, второй 38, третий 39 и четвертый 40 блоки загрузки ванн,вход 41 блока, входы 42-47 и выходы 48-51 соответствующих блоковзагрузки ванн.Блок 37 загрузки ванны (фиг.4)содержит три элемента. И 52-54,элемент ИЛИ 55 и триггер 56.Блок 9 управления (фиг.5) содержит блок 57 питания, четырекнопочных элемента 58-61,переключатель 62 режима, четыре элемента И 63-66, выход 67 блока управления. Концы кнопочных элементов58-61 подключены к второму.68,третьему 69, четвертому 70 и пятому 71выходам блока 9 управления, шестойвыход 72 которого подключен к первой панели переключателя 62 режимов, седьмой выход 73 - к блоку 57питания, восьмой 74, девятый 75,десятый 76, одиннадцатый 77 выходы - к выходам элементов И .63-66 идвенадцатый выход 78 - к четвертой панели переключателя 62,Реверсивный регистр 4 адреса(фиг.б) содержит шесть элементов И 79-84, два элемента ИЛИ 85и 86, четыре триггера 87-90 и дваэлемента ИЛИ-НЕ 91 и 92.Блок 11 отработки вертикального перемещения (фиг.7) содержит два элемента И 93 и 94,шесть элементов ИЛИ-НЕ 95-100, два датчика подъема 101 и спуска 102, два усилителя 103 и 104, элемент ИЛИ 105, обмотку реле 106 подъема с контактом107 и обмотку реле 108 спуска с контактом 109.Блок программ набора 5 (фиг.8)содержит переключатель положения,имеющий первое 110 и второе 111 5контактные поля и элемент ИЛИ-НЕ 112.Блок 8 аварии (фиг.9) содержитдва элемента ИЛИ-НЕ 113 и 114, элемент ИЛИ 115, усилитель 116 и звонок 117. МОКонечный выключатель 3 устанавли"вается на объекте и служит для индикации положения его перемещения вразные моменты времени.Генератор 1 импульсов запускается 15в начале работы объекта и служит длявыработки импульсов управлениянапример, с частотой следования50 Гц,Установка счетчика в нулевое положение осуществляется в моментвыработки на выходе блока сравнениясигнала "Останов".Блок 6 сравнения служит для обеспечения динамичного режима работы 25при определении направления движения объекта или его останова в заданном положении,Устройство в целом имеет упрощен Оную структуру, ибо отпадает необходимость зашифровывать в двоичномкоде адрес положения.Устройство работает следующим образом..35После включения напряжения передначалом работы схемы переключатель62 режима в блоке 9 управления устанавливается в четвертое положение"сброс". В этом режиме триггеры87-90 реверсивного регистра 4 адресапо цепи 78 устанавливаются в исходное состояние.В следующем третьем положении переключателя 6 режима соответствую. щего режиму ЗАПИСЬ 2, осуществляется кодирование операции первоначальной загрузки положений путем поступ"ления сигналов .с выходов 67-71блока 9 управления на входы 41,44-47 блока 7 кодирования операциизагрузки при нажатии кнопочных эле"менгов 58-61 (фиг.5),Запись сигнала загрузки триггером 56 (фиг.4) осуществляется при наличии логической "1" на двух входах элемента И 54, что обеспечивается нахождением щетки переключателя 62 режима в третьем положении и нажатием кнопочного элемента 58,Аналогично происходит запись сигнала загрузки и для других положений объекта, например, для третьего положения необходимо нажатие кнопочного элемента 60.Во втором положении переключателя 62 режима, соответствующего режиму ЗАПИСЬ 1, осуществляется первоначальная запись положения объекта в реверсивный регистр 4 адреса, соответствующая действительному его положению на линии перед началом работы и осуществляемая нажатием кнопоч, ного элемента 58-61.Переключатель положения в блоке 5 набора программ устанавливается в соответствующее положение вторым контактным полем 111 и одновременно в третье положение первым контактным полем 110, подавая сигнал"1" в блок 6 сравнения. Оба контактных поля являются элементами одного переключателя положения.В первом положении переключателя 62 режима, соответствующего режиму ПУСК, начинается работа устройства.Сигнал логической "1 и по цепи 72 поступает в генераторимпульсов и в блок 11 отработки вертикального перемещения. На выходе генератора импульсов начинают вырабатываться импульсы управления, например, с частотой следования 50 Гц. Одновременно на входах элементов И 93 и 94 появляются сигналы логической "1". С выхода 15 реверсивного регистра адреса сигнал "1" первоначального положения объекта поступает в блоки сравнения 6 и кодирования 7 операции загрузки, На счетном входе блока 6 сравнения появляются сигналы двоичного кода с выходов 23-26 и при, их комбинации 0,1,0,0 сигналы логической "1", поступающие с выхода реверсивного регистра 4 на входы первого и второго мультиплексоров 27 и 28, обеспечивают сигнал "1" (Останов) на выходе пятого элемен- . та ИЛИ-НЕ 33, который устанавливает триггеры 34 и 35 в исходное положение, и одновременно подает сигнал "1" на счетчик 2, переводя его в состояние 0,0,0,0, и на входы блоков 10 и 11 отработок горизонтального и вертикального перемещений. Импульсы управления с выхода генера45 тора 1 импульсов снова переворачивают счетчик 2 импульсов в состояние 0,1,0,0 и сигнал "Останов" возвращает его в состояние 0,0,0,0,1 Это продолжается до тех пор, пока переключатель положения блока 5 набора программ не установится в третье положение первым контактным полем 110.Сигнал логической "1", поступая в блок 11 отработки вертикального перемещения, появляется на вторых входах элементов И 93. и 94 (фиг.7).В случае предварительной загрузки сигнал"1" (фиг,2) с выхода бло" ка 7 кодирования поступает в блок 5 набора программ и в блок 12 выпрямителей. Блок 5 набора программ (фиг.8) обеспечивает появление сигнала "1" на одном и сигнала "0" на другом выходах блока, второе контактное поле 111 находится в третьем положении. В блоке отработки вертикального перемещения на входе элемента И 93 присутствуют три сигнала "1", обеспечивающие включение обмотки реле 106,запоминание этого сигнала элементами ИЛИ-НЕ 95 и 96 и появление сигнала "1" на выходе 36, который, поступая в блок 6 сравнения (фиг.2) на элементы ИЛИ-НЕ 32 и 30, блокирует появление сигналов рассогласбвания на выходах блока. Одновременно сигнал "1" с выхода элемента ИЛИ-НЕ 96 поступает в блок 8 аварии и в блок 7 кодирования операции загрузки, Блок 39 загрузки ванны имеет два .сигнала "1 н на своих входах, обеспечивающих переключение триггера блока 39. На фиг,4 показана структура первого блока 37 загрузки ванны, аналогичная структуре третьего блока 39. Сигнал с выхода блока 7 кодирова" ния операции загрузки исчезает,отключая выпрямитель, Ограничение подъема объекта (фиг.7) осуществляется датчиком подъема, который через элемент ИЛИ-НЕ 99 при срабатывании отключает сигнал "1" на выходе эле" мента ИЛИ-НЕ 96. Новое положениеобъекта задается переключателем положения в блоке 5 набора, программ:путем перевода щетки первого 110 йвторого 111 контактного полей напервую ламель. В этом случае натретьем входе первого мультиплексора 27 (фиг,2) препятствует сигнал 5 0 15 26 25 30"1" ов текущего положения объекта, на первом входе второго мультиплек-, сора 28 - сигнал "1" от новогоположения, задаваемого блоком 5 набора программ. От комбинации сигналов двоичного кода на выходах 23-26 счетчика 2 (0,0; 0,1) первым включается второй мультиплексор 28, обеспечивающий сигнал "Назад" на соответствующем выходе блока 6 сравнения, или блокированный сигнал "1", иа входе 46 отсутствует после окончания работы блока 11 вертикального перемещения отработки. Триггер 34 переключается, обеспечивая блокировку прохождения сигнала через элемент И 31 при срабатывании первого мультиплексора 27. Сигналом "Назад". управляется блок 10 отработки горизонтального перемещения объема (фиг.1), обеспечивающий движение объекта от третьего положения к первому.По мере срабатывания конечного выключателя 3 при движении объекта реверсивный регистр адреса переключается и на его выходе 14 появляется сигнал "1". Наличие сигнала "1" на входе реверсивного регистрй 4 адреса обесщчивает появление сигналов ",1" на входах элементов И 79, 81 и 83, которые обеспечивают передачу сигнала "1" с выхода триггера 88 через элементы И 81 и ИЛИ 86 на входтриггера 89, При появлении сигнала: "1" и его исчезновении на выходеэлемента ИЛИ-НЕ 12, что обеспечивается датчиком положения, происходит переключение двух триггеров 88 и 89 в соответствии стеми сигналами, которые присутствуют на кх информационных входах.Сигнал с выхода триггера 88 исчезает, а на выходе триггера 89 появляется сигнал "1", что соответствует появлению сигнала "1" на выходе 14 реверсивного регистра 4адреса. Аналогично происходит последовательное переключение триггеров 89 и 90 при нахождении объекта в первом положении. Если заезд объекта на третье положение не предусматривается, то срабатывание конечного выключателя 3 не происхо-. дит.Йри совпадении текущего положения объекта с задаваемым в бло" ке 6 сравнения вырабатывается сигнал "1" (" Останов" ) на одном вы-,ходе, а сигнал "1" на другом выходе исчезает. В дальнейшем устройство обеспечивает спуск объектана задаваемое положение. Спускобъекта не происходит, если задаЪваемое положение загружено, чтооповещается звуковым сигналом.Если позиция загружена, то на одном входе блока 11 отработки вертикального перемещения присутствует сигнал "1", а на,другомего входе - сигнал "0" и обмоткареле не включается,Объект, находясь в верхнем положении, обеспечивает сигнал "0"на выходе элемента ИЛИ-НЕ 100,сигнал которого поступает навход элемента ИЛИ-НЕ 114, надругой вход которого поступаетсигнал "0", что обеспечивает сигнал "1" на его выходе и включение 1084741 12звонка. При горизонтальном движении объекта имеется аналогичнаякомбинация сигналов. При новыхположениях ламелей контактных по 5 лей 110 и 11 в блоке 5 наборапрограмм работа устройства аналогична.Устройство для автоматичеекого10 управления объектом .обеспечиваетдинамичную работу блока сравнения, что повышает надежность работы устройства, так как сигнал переключения производит сравнение независи 15 мо от изменения частоты следованияимпульсов, При этом устройство упрощается, так как отпадает необ-.ходимость преобразовывать сигналы положения позиционного кода в двоич 20 ный, и становится возможным контролировать загруженность положений объекта.