Устройство для контроля перемещения рабочего органа машины

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмкСоиналнстмческннРеспублик и 926698(51) М. Кл. 307 С 3/10 Гееударстеенный камитет СССР по делам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ Г 1 ЕРЕМЕЩЕНИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА МАШИНЫ. средствам информационных систем и может быть использовано в автоматизированных системах для измерения перемещения предметов, движущихся в прямом иобратном направлениях,Известно сигнальное устройство дляопределения направления вращения, содержащее два триггера Шмидта, входыкоторых соединены с датчиками оборотов,элементы И, элементы задержки, выхо 10ды первого триггера, Шмидта подключенык одному из выходов каждого элементаИ, выход второго триггера Шмидта соединен с другим входом первого и второго15элементов И, а выходы первого и вто.рого элементов И через соответствуюшие элементы задержки подключены квходам третьего и четвертого элементов.И. В зависимости от направления вращения вала, например механизма перемещения предметов, на одном из двух выходов устройства появляются импульсы, которые могут быть использованы для из 2мерения перемещения предмета как в прямом, так и в обратном направлении его движения Е 12 .Недостатком известного устройства, является его низкая надежность, так как при отказе одного из датчиков оборо- тов (импульсов) нарушается нормальное функционирование устройства в целом.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля перемещения рабочего органа машины, которое содержит два датчика импульса, два одновибратора, два элемента И, блок счета импульсов, индикатор отказа, выходы первого и второго датчиков импульсов соединены соответственно с входамипервого и второго одновибраторов, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов, И, два элемента задержки, два элемента ИЛИ-НЕ и эпемент ИЛИ, первый вход тсоторого соединен с выходом первого одновибратора, с входом первого элемента задержки и с первым3 ОМ 6входом первого эле.ента ИЛ И-Н Е, выход которого соединен с вторым входомвторого элемента И, выход которого соединен с первым входом индикатора отказа, второй вход которого соединен с 5выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходомпервог о элемента задержки, второй входвторого элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом второго одновибратора, с вторым 1 Овходом элемента ИЛИ и с входом второгоэлемента задержки, выход которого соединен с вторым входом первого элементаИЛИ-НЕ, выход элемента ИЛИ соединенс входом блока счета импульсов.15Устройство с учетом направлениявращения работает следующим образом.При вращении вала на выходах датчиков образуются последовательности им -пульсов, сдвинутые по фазе, например, 20на четверть периода следования илпульсов,Пусть при прямом направлении вращения последовательность импульсов второго датчика опережает по фазе последова-тельность импульсов первого датчика,В этом случае на выходе второго элемента ИЛИ-НЕ, а следовательно, на втором входе первого элемента И присутствует "нуль" в течение всего интервала 3времени , заключенного между передним фронтом опережающего импульса второго одновибратора и задним фронтомзапаздывающего импульса первого одновибратора. В результате первый элементИ в этом интервале оказывается закрытым по второму входу и импульс первогоодновибратора, поступающий на первыйвход этого элемента, на выходе последнего не выделяется, Однако на выходепервого элемента ИЛИ-НЕ, а следовательно, на втором. входе второго элемен.та И "нуль" присутствует в интервалевремени : укороченном на время равное длительности задержки 1 вторымэлементом задержки переднего фронТаимпульса второго одновибратора, В результате второй элемент И оказываетсяоткрытым на время ь и, так как напервом входе этого элемента присутствует импульс второго одновибратора навыходе последнего выделяется импульсдлительностью , Появление импульсана выходе второго элемента И сигнализирует о факте перемещения предмета в5прямом направлении,5Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет резервиро- вания датчиков импульсов,Указанная цель достигается тем, чтои устройство для контроля перемещения0рабочего органа машины, содержащеепервый и второй датчики, выходы которых через первый и второй одновибраторы соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементовИ; первый элемент ИЛИ, выход которого5подключен к первому входу блока счетчиков и блок индикации отказов, введеныодновйбраторы, триггеры памяти, элементы И, элементы ИЛИ и третий датчик,выход которого через третий одновибраторсоединен с первыми входами третьегоэлемента И и первого триггера памяти,выход которого подключен к первым входам четвертого, пятого и шестого элементов И, выход последнего соединен с первым входом блока индикации отказов,выход первого датчика через четвертыйодновибратор подключен к первым входамседьмого и восьмого элементов И, выходы которых соединены соответственно50 с вторым и третьим входами блока индикации отказов и с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу блокасчетчиков, выход первого одновибратора5 соединен с вторым входом четвертого элемента И и с первым входом второготриггера памяти, выход которого подключен к вторым входам второго, третьего При обратном направлении вращения,когда последовательность импульсов вто 98 4рого датчика 2 уже является запаздывающей по фазе относительно последовательности импульсов первого датчика 1, элементы И меняются ролями: импульсы, сигнализирующие о факте перемещения предмета в обратном направлении, выделяются на выходе первого элемента И, а на выходе второго элемента И импульсы отсутствуют 21.Недостатком устройства является его низкая надежность, так как при отказе. одного из датчиков нарушается нормаль- ное функционирование устройства в целом, потому что на выходе одного из элементов И импульсы возникают постоянно, независимо от направления вращения вала двигателя, Этот недостаток при использовании устройства для измерения пути перемещения предметов, движущихся в прямом и обратном направлениях, может явиться причиной аварийной ситуации на прокатном стане, приводящей к поломке и простою оборудования.926 698 6геры 19 - 24, памяти, одиннадцатый,двенадцатый, тринадцатый, шестой, седьмой, восьмой и десятый элементы И 2531 первый, второй и третий элементыИЛИ 32 - 34, седьмой одновибратор 35,блок 36 счетчиков, блок 37 индикацииотказа.Устройство работает следующим обра-зом,При вращении вала двигателя на выходах всех датчиков 1 - 3 образуютсяпоследовательности импульсов, передние(задние) фронты которых сдвинуты пофазе относительно друг друга.Первый, второй, третий, четвертый,пятый и шестой одновибраторы 4, 6, 8и 5, 7, 9 формируют минимальной длительности импульсы соответственно фПе-,редний фронт" и Задний фронт",При прямом направлении вращенияпорядок следования импульсов укаэанныходновибраторов 4, 6, 8, 5, 7 и 9 может быть представлен рядом следующих символов: 1 П, 2 П, ЗП, 13, 33или рядом ЗП, 2 П, 1 П, 33, 23, 13 ,при обратном направлении вращения, гдецифрами обозначены порядковые номерадатчиков, а буквами П и 3, сокращенныенаименования слов соответственно Передний фронт" и "Задний фронт.Импульсы "Передний фронт" (1 П, 2 П,ЗП) переводят первый, второй и третийтриггеры 10-1 2 памяти из начальногоустойчивого состояния в другое устойчивое состояние, что открывает второй,третий, девятый, первый, четвертый и пятый элементы И 13-,18. На выходахэлементов И 13-15 выделяются импуль- сы, которые обозначают символами соответственно 1 П 2 П, 1 ПЗП, и 2 ПЗП. Этисимволы, показывающие порядок следования импульсов, при прямом направлениивращения означают соответственно выде.ление импульса 2 П на выходе второгоэлемента И 13, если ему предшествуетимпульс 1 П, импульс ЗП на выходетретьего элемента И 14, если емупредшествует импульс 1 П, и импульсЗП на выходе девятого элемента И 15,если ему предшествует импульс 2 П. 5и шестого элементов И, выход второгоодновибратора соединен с вторым входомпятого элемента И и с первыми входамидевятого элемента И и третьего триггерапамяти, выход которого подключен к вторым входам первого и девятого элементов И и к третьему входу шестого эле-мента И, выход второго датчика черезпятый одновибратор соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого 10элементов И, выход третьего датчикачерез шестой одновибратор подключенк первым входам двенадцатого и тринадцатого элементов И, выходы одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов И соединены с входамипервого элемента ИЛИ и соответственнос четвертым, пятым и шестым входамиблока индикации отказа, седьмой входкоторого подключен к выходу десятого 20элемента И и к третьему входу второго элемента ИЛИ, выходы второго,третьего, девятого, первого,четвертогои пятого элементов И соединены с первыми входами соответственно четвертого, 2пятого, шестого, седьмого, восьмого идевятого триггеров памяти, выходы которых подключены к вторым входам соответственно одиннадцатого, двенадцатого,тринадцатого, седьмого, восьмого и деся того элементов И, выходы первого и второго элементов ИЛИ через третий элемент ИЛИ соединены с входами седьмогоодновибратора; выход которого подключенк вторым входам всех триггеров памяти. зТаким образом, введение в устройствотретьего датчика импульсов и других новых элементов и связей, перечисленныхвыше, позволяет повысить надежностьустройства по сравнению с известным 40устройством, так как при отказе одногоиз датчиков сохраняется работоспособность устройства и выявляется отказавший датчик, который либо заменяется наисправленный, либо после ремонта устанавливается на прежнее место.1 На чертеже изображена блок-схема устройства.Устройство содержит первый, второй и третий датчики 1 - 3, первый одно- вибратор 4, четвертый одновибратор 5, второй одновибратор 6, пятый одновибратор 7, третий одновибратор 8, шестой одновибратор 9, второй , третий и первый триггеры 10 - 12 памяти, второЦ третий, девятый, первый, четвертый и пятый элементы И . 1 3 - 1 8, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый тригОднако импульсы, которые обозначают символами 2 П 1.П, ЗП 1 П и ЗП 2 П, отвечающие обратному направлению вращения, не выделяются на выходах первого, чет вертого и пятого элементов И 1 6-1 З, так как импульсы 1 П и 2 П предшествуют импульсам 2 П и ЗП, открывающим указанные элементы И 16-18.926 Импульсы 2 Г 4 и ЗП, выделенные на выходах второго, третьего и, девятого. элементов И 1 3-1 5 переводят с четвертого по шестой триггеры 19-21 памяти в другое устойчивое состояние, что открывает с одиннадцатого по тринадцатый элементы И 25-27, На выходах последних выделяются импульсы, которые обозначают символами соответственно 1 П 2 П 23, 1 ПЗПЗЗ, и 2 ПЗПЗЗ, означающие возможность выделения импульса 23 на выходе одиннадцатого элемента И 25, еслиему предшествуют импульс сы 1 П и 2 П, импульса 33 на выходе двенадцатого элемента И 26, если ему предшествуют импульсы 1 П и ЗП и импульса 33 на выходе тринадцатого элемента И 27, если ему предшествуют импульсы 2 П и ЗП,20 25 Зо Однако только на одном из выходовэтих элементов И 25, И 26 или И 27возможно выделение соответствующегоимпульса.Так при исправных датчиках 1 - 3(или отказавшем третьем датчике 3)раньше других появляется импульс 23на выходе одиннадцатого элемента И 25,который через первый и третий элементыИЛИ 32 и 34 постуйает на установочные вторые входы всех триггеров, чтоприводит к. закрытию всех элементов И,в результате чего исключается возможность выделения лишних импульсов навыходах двенадцатого и тринадцатогоэлементов И 26 и 27.35При отказавшем первом или второмдатчике 1(2) импульс 33 появляется навыходе только двенадцатого или тринадцатого элемента И 26 (27), по которо 40му все триггеры переходят в начальноеустойчивое состояние.Импульсы с выхода первого элементаИЛИ 32 поступают также на первыйвход блока 36, счетчиков, что позволяет45путем счета импульсов выполнить, например, измерение пути перемещения предмета, движущего в прямом направлении,При обратном направлении вращенияаналогично предыдущему случаю только на. одном из выходов седьмого, восьмого и десятого элементов И 29-31возможно выделение импульса (13 или23), соответствующего символам 2 П 1 П 13,ЗП 1 П 23 и ЗП 2 П 23,Следует заметить, что сигналы, появляющиеся на выходах элементов И 25-27и И 29-31 позволяют при отсутствиисигнала "Единица" на выходе шестого 698 8элемента И 28 выявить отказавший датчик, так как появление сигналов на выходах одиннадцатого и седьмого элемен - тов И 25 и 29 указывает на отказ третьего датчика 3, ибо в символах 1 П 2 П 23 и 2 П 1 П 13 отсутствует цифра три, на выходах двенадцатого и восьмого элементов И 26 и 30 указывает на отказ второго датчика 2, ибо в символах 1 ПЗПЗЗ и ЗП 1 П 13 отсутствует цифра два, а также на выходах тринадцатого и десятого элементов И 27 и 31 указывает на отказ первого датчика 1, ибо в символах 2 ПЗПЗЗ и ЗП 2 П 23 отсутствует цифра один.Основным технико-экономическим преимуществом при реализации устройства по сравнению с известными является уменьшение простоев оборудования хо вине автоматики вследствие повышения надежности устройства,формула изобретенияУстройство для контроля перемещения рабочего органа машины, содержащее первый и второй датчики, выходы которых через первый и второй одновибраторы соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, первый элемент ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока счет чиков, и блок индикации отказов, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что; с целью повышения надежности устройства, в него введены одновибраторы, триггеры памяти, элементы И, элементы ИЛИ и третий датчик, выход которого через третий одновибратор соединен с первыми входами третьего элемента И и первого триггера памяти, выход которого подключен к первым входам четвертого, пятого и шестого элементов И, выход последнего соединен с первым входом блока индихации отказов, выход первого датчика через четвертый одновибратор подключен к первым входам седьмого и восьмого элеметов И, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока индикации отказов и с первым и вторым, входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу блока счет - чихов, выход первого одновибратора соединен с вторым входом четвертого элемента И и с первым входом второго триггера памяти, выход:которого подключен к вторым входам второго, третьего и шестого элементов И, выход второго одновибратора соединен с вторым входом10 Тираж 59 НИИ аз 298614 одпис д, ул. Проектная, 4 928 пятого элемента И и с первыми входами девятого элемента И и третьего три гера памяти, выход которого подключен к вторым входам первого и девятого элементов И и к третьему входу шесто го элемента И, выход второго датчика через пятый одновибратор соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого элементов И, выход третьего датчика через шестой одновибратор подклю чен к первым входам двенадцатого и тринадцатого элементов И, выходы один.- надцатого, двенадцатого н тринадцатого элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ и соответственно с чет- вертым, пятым и шестым входами блока индикации отказа, седьмой вход которого подключен к выходу десятого элемента И и к третьему входу второго элемента ИЛИ, выходы второго, третьего, девятого,20 илиал ППП "Патент", г. первого, четвертого и пятого элементов Исоединены с первыми входами соответст-венно четвертого, пятого, шестого, седь-мого, восьмого и девятого триггеров памяти, выходы которых подключены к вторым входам соответственно одиннадцатого,двенадцатого, тринадцатого, седьмого,восьмого и десятого элементов И, выходы первого и второго элементов ИЛИчерез третий элемент ИЛИ соединеныс входом седьмого одновибратора, выход которого подключен ко вторым входаМвсех триггеров нчмяти.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР472358, кл, 0 08 В 23/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке2772312 Л.8-24,кл. 0 06 М 7/04, 1979 (прототип).