Устройство программного управления подвижным объектом

Оп И(;АНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СэоЗ Советских Социевастичесек Ресаублнк(23) Приоритет 65 Сс 60/О стееииый комисСССРелам изобретеииоткрытий осуа(72) Авторы НЗОбрЕтЕНИя А.А. Прохоренков и А.А. Корогод нтральное конструкторское бюро автоматнзацнимеханизации Министерства тяжелого н трЬндпортногомашиностроения СССР(71) заявител 4) УСТРОЙСТВОПОДВИЖНИК ПРОГРАИИАОГО УПРАВЛЕАИОБЪЕКТОМ Изобретение относится к области промышленного транспорта и может, быть использовано для программного управления подвижными объектами, например, для управления движением позаданной программе крана-штабелера, обслуживающего склад тарно-штучных грузов, установленных в стеллажи.Известно устройство программного управления подвижным объектом, содержащее датчик путевых импульсов, блок задания программы, подключенный к одному из входов блока сравнения, к выходу которого подключен блок управления приводом, блок коррекции, включающий датчик шаговых импульсовт кинематически связанный с приводом и соединенный со входом счетчика импульсов, элемент ИЛИ, подключенный одним из входов к датчику путевых импульсов, а другим - к одному из выходов счетчика импульсов, блок Формирования единичных импульсов, включающий элемент И, один из входов которого соединен с выходом элемента ИЛИ блока коррекции, элемент Память, один иэ входов которого соединен с другим выходом счетчика импульсов, а выход - с другим входом элемента И и схемы задержки времени,блок точного позиционирования, вклю,чающий элемент. Память и элемент И, один иэ входов которого соединен с выходом элемента Память, а другой - с одним из выходов счетчика импульсов 1).Недостатком известного устройства является низкая надежность работы.Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство программного управления подвижным объектом, содержащее датчик путевых импульсов, блок задания программы, соединенный с одним из входов блока сравнения, блок коррекции, включающий счетчик импульсов и связанный с ним датчик шаговых импульсов и соединенный с датчиком путевых импульсов, блок точного позиционирования, включающий в себя группу элементов И, одни из входов которых соединены с поразрядными выходами счетчика импульсов блока коррекции цифроаналоговый преобразователь, входы которого соединены с выходами группы элементов И, а выход - с одним нз входов блока управления, элемент Память и дополнительный элемент И, один из вхсдовкоторого соединен с одним из выходов счетчика импульсов блока коррекции, блок формирования единичных импульсов, один из входов которого соединен с первым выходом блока коррекции, а выход с нулевым входом счетчика импульсов блока коррекции 12.5Недостатком известного устройства является большое время позиционирования, а также недостаточная точность останова подвижного объекта на адресной позиции, вызванная невозможнос тью учета параметров тормозимого объекта и сложностью вычислительных операцйй.Цель изобретения - уменьшение времени позиционирования, 18Укаэанная цель достигается тем, что счетчик импульсов блока коррекции выполнен реверсивным и устройство снабжено блоком реверса, выполненным иа элементах Запрету Памятьу 0 И, ИЛИ, схеме задержки времени, счетном триггере, причем один из входов первого элемента Запрет соединен с выходом элемента Память блока точного позиционирования и с петвым входом блока формирования единичных импульсов, другой - с датчиком путевых импульсов, вход схемы задержки времени соединен с датчиком щаговых импульсов блока коррекции, а выход - с одним из входов первого элемента И, второй 80 вход которого соединен с первым выходом блока сравнения, третий - с другим выходом реверсивного счетчика импульсов блока коррекции, а выход - с одним из входов элемента Память.,% другой вход которого соединен с выходом элемента Запрет, а выход - со счетным входом триггера, с первым входом, второго и третьего элементов И, с другими входами группы эле ментов И блока точного позиционирования, с вычитающим входом ревероивного счетчика импульсов блока. коррекции и с одним из входов второго элемента Запрет, другие входы триггера соединены со вторым и третьими выходами блока сравнения, а выхо ды триггера соединены со вторыми входами второго и третьего элементов И и с входами первого элемента ИЛИ, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с одними из входов 50 третьего и второго элементов ИЛИ, к другим входам которых подсоединены выходы блока сравнения, а выходы соединены со вторым и третьим входами блока управления, выход первого у элемента ИЛИ соединен с другим входом второго элемента фЗапрет, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов блока коррекции, и дополнительным элементом Запрет, один вход которого соединен с первым выходом блока сравнения и со вторым входом дополнительного элемента И блока точного позиционирования, другой вход - с выходом блока формирования единичных импульсов, а выход со вторым входом блока сравнения, выход элемента И в блоке точного позиционирования соединен с одним входом элемента Память, другой вход которого соединен с третьим входом реверсивного.счетчика импульсов блока коррекцииНа чертеже приведена блок-схема устройства.Датчик 1 путевых импульсов для фиксации позиций адресования связан через блок 2 коррекции, блок 3 формирования единичных импульсов и элемент 4 Запрет с блоком 5 сравнения, к которому подключен блок 6 задания программы, Выход 7 совпадения блока 5 подключен к входу элемента 4 Запрет, к одному из входов элемента 8 И блока 9 точного позиционирования и элемента 10 И блока 11 реверса, Выходы 12 и 13 направления движения блока 5 соединены соответственно с раздельными входами триггер 14 с двумя устойчивыми состояниями и с входами элементов 15 и 16 ИЛИ. Выходы триггера 14 подключены к входам элемента 17 ИЛИ и к одним из входов элементов 18 и 19 И, другие входы которых соединены с выходом элемента 20 Память.Выход элемента 18 И - ко второму входу элемента 16 ИЛИ, элемента 19 И - ко второму входу элемента 15 ИЛИ. Вход элемента 20 Память подключен к выходу элемента 10 И, а нулевой вход (установки в нулевое состояние) - выходу элемента 21 Запрет, вход которого соединен с датчиком 1, а вход элемента 21 Запрет - с выходом элемента 22 Память блока 9; Счетный вход триггера 14 соедиьен с выходом элемента 20 Память, а выход элемента 17 ИЛИ через элемент 23 Запрет - с шиной сложения реверсивного счетчика 25 блока 2. Вход элемента 23 Запрет соединен с шиной 26 вычитания ревесивного счетчика 25, которая подключена к выходу элемента 20 Память блока 11.Выход датчика 27 щаговых импульсов, подключенного к счетному входу счетчика 25, соединен через схему 28 задержки времени к другому входу элемента 10 И, третий вход которого связак с выходом 29 допуска точного останова счетчика 25. Выход 30 меньшего числа счетчика 25 соединен с нулевым входом элемента 22 Память, а выход 31 большего числа - другим входом элемента 8 И.Нулевой вход счетчика 25 подключен к выходу блока 3 формирования единичных импульсов, который имеет связь с выходом элемента 22 Памятьблока 9. В группе элементов 32-35 И по числу разрядов счетчика 25 (показано только четыре разряда) блока 9 один вход каждого элемента подключен к выходу соответствующего разряда счетчика, а другой объединенный вход соединен с выходом элемента 20 Память блока 11. Выходы элементов 32-35 И подключены к цифроаналоговому преобразователю Зб, а выход элемента 8 И - к элементу 22 Память.Выход циФроаналогового преобразователя Зб соединен с входом блока 37 управления электроприводом 38. Два других входа блока 37 управления подключены к выходам элементов 15 и 16 ИЛИ блока 11. 15Устройство работает следун,.зим образом.При вводе адреса в блок б задания йрограммы блок 5 сравнения н зависимости от действительного положения 20 подвижного объекта устанавливает направление перемещения и посылает соответствующий сигнал через элементы 15/16 ИЛИ н блок 37 управления электроприводом 38. Сигнал с выхода 12(13) 25 блока 5 сравнения поступает также н триггер 14, который, находясь в одном из двух устойчивых состояний запоминает направление перемещения. На одном из входов элементов 18/19 И и 17 ИЛИ появляется сигнал нулевого (единичного) состояния триггера 14.Выходной сигнал элемента ИЛИ через элемент 23 Запрет подается на шину 24 сложения.Реверсивный счетчик 25, работая в режиме сложения импульсов, генерируемых датчиком 27 при движении подвижного объекта в заданном направлении, на каждой очередной позиции адресования сигналом от блока 3 устанавлива- ф ется в нулевое состояние.Единичные импУльсы фиксации позиций адресования из блока 3 через элемент 4 Запрет поступают также в блок 5 сравнения, который фиксирует изменение истинного положения подвижного объекта. При совпадении заданногои текущего адресов сигнал на выходе 12/13 блока 5 исчезает и блок 37 управления переводит электропринод 38 в режим эФфективного торможения для экстренного останова подвижного объек та.Полученный на выходе 7 блока 5 сигнал совпадения исключает дальнейшее прохождение единичных импульсов через элемент 4 Запрет и устанав ливается на одном из входов элементов 8, 10 И.При ныбеге подвижного объекта в процессе торможения, начиная с момен- та Фиксации заданной позиции адре сования, реверсинный счетчик 25 и режиме сложения накапливает импульсы, генерируемые датчиком 27. 65 С ныходов разрядов счетчика 25 подаются сигналы кодов последовательных чисел на одни из входов элементов 32-35 И, При выходе подвижного обьекта из Установленных допусков точного остансва с выхода 29 поступает сигнал на другой вход элемента 10ИПри длинах ныбега подвижного объекта, преньыающих отрезок пути между двумя позициями адресования при непрерывном суммировании счетчиком 25 импульсов от датчика 27 с выхода 31 счетчика 25 подается сигнал на другой вход элемента 8 И, который обеспечивает появление сигнала на его выходе, устанавливающего элемент 22 Память в единичное состояние. Сигнал с выхода элемента 22 Память подается н элемент 21 Запрет который исключает прохождение сигнала от датчика 1 на очередной позиции адресования для перевода элемента 20 Память в нулевое состояние, а также в блок 3, где используется для запрещения появления сигнала на выходе блока устанавливающего счетчик 25 в нулевое состояние.При останове подвижного объекта датчик 27 прекращает генерировать сигналы схема 28 задержки времени подает сигнал на третий вход элемен-а 10 И, а счетчик 25 сохраняет число накопленных шагов импульсов, фиксирующее фактическую длину выбега подвижного объекта в реальных условиях для заданной позиции адресования.Установка времени может быть отрегулирована таким образом, что уже при малой частоте подачи сигналов датчиком 27 на ныходе схемы 28 появится сигнал, Сигнал на выходе элемента 10 И устанавливает элемент 20 Память в единичное состояние, а его выходной сигнал подается на другие входы элементов 18/19, 32-35 И, в элемент 23 Запрет, на счетный вхоц триггера 14 и на шину 26 для перевода счетчика 25 в режим вычитания. С выхода элемента 18/19 И при существующем сигнале триггера 14 через элемент 16/15 ИЛИ сигнал поступает. н блок 37 управления, который реверсирует электроривод 38.При появлении сигналов кода числа, пропорционального длине выбега, на выходах элементов 32-35 И цифроаналоговый преобразователь 36 опре" деляет скорость перемещения поднижно" го объекта и выдает ее нвиде аналогового сигнала.Приближение подвижного объекта к месту адресования н процессе точного позиционирования сопровождается вычитанием импульсов, подаваемых датчиком 27 в реверсинный счетчик 25, и, следовательно, уменьшением установленного в нем числа, сокращен= ного пропорционально длине выбега.Появление сигнала на выходе 30 вызывает установку элемента 22 Память в нулевое состояние и исчезновение сигнала. на его выходе. В результате чего возникают сигналы на выходах элементов 21 Запрет ф и блока 3 Формирования единичных импульсов.Изменяющийся сигнал цифроаналогового.преобразователя 36 позволяет осуществить необходимое замедление 10 для тОчнОГО ОстанОва.Окончание процесса позиционирования Фиксируется датчиком 1, который СВОИМ СИГНаЛОМ ВозВРащает элемент 20 фПамятьфф в нулевое состояние. 15Высокая точность позиционирования подвижного объекта может быть достигнута с использованием нерегулируемого электропривода, В этом случае доводочная скорость для точного останова 20 устанавливается сигналом элемента 20 фПамятьф, который подается непосредственно в блок управлений электроприводомс снабженный переключателем скорости.25Исчезновение сигнала на выходе элемента 20 фйамять 1 ф вызывает отключение электропривода 38, перевод счетчика 25 в режим сложения и опрокидывание триггера 14 в другое устойчивое ,состояние, которое изменяет направление позиционирования.Если ошйбка при.останове превысит допуск, выход 29 счетчика 25, начав щего накапливать новую серию щаговых импульсов, вновь пошлет сигнал в элемент 10 И, который установит элемент 20 ффПамятьфф в единичное состояние и процесс позиционирования продолжится уже в обратном направлении, Обеспечивая возвращение под вижного объекта в место адресования. В некоторых случаях для ввода подвижного объекта в установленные допуски останова, позиционирование может выполняться с многократным изменением направления, в результате, чего достигается последовательное сокращение 4" длины выбега до необходимых пределов.Самопроизвольное или принудительное смещение подвижного объекта относительно места адресования автоматиЧЕСКИ ВОЗобиовляет процесс НОЗициО- иирования и подвижный объект: устанавливается в прежнее положение. Прее вводе нового адреса в блок б задания программы сигнал совпадения на выхо де 7 блока 5 сравнения исчезает и подвижный объект вновь способен перемещаться в нужном направлении.Формула изобретенияУстройство программного управления подвижным объектом, содержащее дат- б 5чик путевых импульсов, блок заданияпрограммы, соединенный с одним извходов блока сравнения, блок коррекции, включающий счетчик импульсови связанный с ним датчик щаговых импульсов, и соединенный с датчикомпутевых импульсов, блок точного позиционирования, включающий в себягруппу элементов И, одни нз входовкоторых соединены с поразряднымивыходами счетчика импульсов блока кореекцин, циФроаиалоговый преобразователь входы которого соединены с выходами еруппы элементов И, а выход -с одним из входов блока управления,элемент Память и дополнительныйэлемент И, один из входов которогосоединен с одним из выходов счетчи-,ка импульсов блока коррекции, блокФормирования единичных импульсов, одиниз входов которого соединен с первым выходом блока коррекции, а выход - с нулевым входом счетчика импульсов блока коррекции, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени позиционирования, счетчик импульсов блока коррекции выполненреверсивным и устройство снабженоблоком реверса, выполненным на элементах Запрет 1, Память, И,ИЛИ, схеме задержки времени, счетномтриггере, причем один из входов первого элемента Запрет соединен свыходом элемента ф 1 Память блокаточного позиционирования и с первымвходом блока Формирования единичныхимпульсов, другой - с датчиком путевых импульсов, вход схемы задержкивремени соединен с датчиком щаговыхимПульсов блока коррекцяи, а Выход -с одним из входов первого элементаИ, второй вход которого соединен спервым выходом блока сравнения, третий - с другим выходом реверсивногосчетчика импульсов блока коррекции, а выход - с одним иэ входов элемента Память", другой вход которого соединен с выходом элемента 1 фЗапрет, а выход - со счетным входом:триггера, с первьщ входом второго итретьего элементов И, с другими входами группы элементов И блока точного позиционирования, с вычитающимвходом реверсивного счетчика импульсов блока коррекции и с одним извходов второго элемента фЗапрет 1,другие входы триггера соединены свторым и третьим выходами блока сравнения, а выходы триггера соединеныс вторыми входами второго и третьегоэлементов И и с входами первого элемента ИЛИ, выходы второго и третьего элементов И соединены соответственно с одними из входов третьего и второго элементов ИЛИ, к другим входамкоторых подсоединены выходы блокасравнения, а выходы соединены с вторым и третьим входами блока управления, выход первого элемента ИЛИ сое640926 Составитель Т. Ястребова Байкова Твхред Х.Борисова Корректор Т.Вашковичдакт раж Ю Подпо комитета СССРтений и открытийЖ, Раушская наб 7440/16 Т ЦБИИПИ Государственнопо делам иэобр 113035, Москва,исн а д. 4 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,динен с другим входом второго элемента Запрет, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика импульсов блока коррекции, и дополнительным элементовЗапрет, один вход которого соединен с первым выходом блока сравнения и с вторым входом дополнительного элемента И блока точного позиционирования, другой вход - с выходомблока Формирования единичных импульсов, а выход - с вторым входом блокасравнения, выход элемента И в блоке точного позиционирования соединен с одним входом элемента Память,другой вход которого соединен с тре-тьим выходом реверсивного счетчикаимпульсов блока коррекции,Источники информации, принятыево внимание при экспертнэе:1, Авторское свидетельство СССР9 474480, кл, В 65 0 60/100, 29.05.72. 2, Заявка М 2383301,гл, В 65 6 60/00, 06.07.76, по которой принято положительное решение ф о выдаче авторского свидетельства от14.01.77 ю