Резервированное устройство для управления перемещением объекта

(19) (И)3(51) О 05 В 9 0 К 10 0 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ПИСА К АВТОРС ноего атУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Киевский институт автоматикиим. ХХУ съезда КПСС(56) 1. Авторское свидетельство СССВ 792274, кл. 3 06 М 7/04. 1978.2. Авторское свидетельство СССРВ -852079, кл. 0 06 Ф 11/20, 1979(54)(57) РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВОДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ ОБЪЕКТА,содержащее первый и второй двухфазные одновибраторы, входы которыхподключены к выходам датчиков наличия объекта, первые выходы - к входам первого элемента ИЛИ, вторыевыходы - к первым входам соответственно первого и второго элементов И,подключенных выходами к входам ин-дикатора отказа, второй элемент ИЛИ,третий элемент Й, первьв( входом подключенный к выходу РЭ -триггера,счетный триггер и формирователь управляющих импульсов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет управления перемещением объектов, для которых невозможно реверсирование пер .мещения, в него введены датчик перемещения объекта, задатчик кода задержки и счетчик, подключенный первым входом к выходу третьего элемента И, вторым входом - к выходу второго элемента ИЛИ и к первому входу М- триггера, третьим входом - к задатчику кода задержки, а выходом - к входу формирователя управляющих сигналов и к втормет входам (8 -триг-гера и счетного триггера, выход которого подключен к вторым входам первого.и второго элементов И, первый вход - к выходу первого элемента ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ подключены к вторым выходам а первого и второго двухФазных од внбраторов, а второй вход треть элемента И соединен с выходок д чика перемещения объекта, 1067468Изобретение относится к обяасти автоматики и может быть использовано при решениизадач автоматизации управления транспортными операциями, например при перемещении за-. готовок по секционированному роль- гангу, при загрузке и выгрузке печи прокатного стана и как фотореле при перемещении изделий на конвейерном транспорте.Известно устройство для учета перемещающихся иэделий, содержащее первый и второй постоянно включенные датчики наличия объекта, первый - третий и второй-четвертый одновибраторы, входы которых соединены с выходами первого и второго датчиков наличия объекта (указанные пары одновибраторов образуют известные схемы так называемых двухфазных одновибраторов), элемент задержки, индикатор отказа, первый и второй элементы И, счетный триггер, элемент ИЛИ и формирователь управляющих импульсов 33 .Недостаток устройства в том, что информационный сигнал, поступающий в Формирователь управляющих импульсов неоднозначен, так как он в зависимости от режима работы устройства или вида отказа одного из датчиков наличия объекта отображает либо передний, либо, задник торец перемещающегося объекта. Это понижает точность управления перемещением объектов, так как управляющий сигнал, формируемый в формирователе управляющих сигналов, будет соответственно неоднбзначен, что приводит к некомпенсируемой ошибке, равной длине объекта и возникающей случайно, в определении положения объекта на технологической линии, вследствие чего не исключается возможность возникновения аварийных ситуаций и поломок оборудования. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффек ту к предложенному является устройство для управления перемещением объекта, содержащее первый и второй двухфазные одновибаторы, входы которых подключены к выходам соответствующих датчиков наличия объекта, первые выходы - к первым входам первого элемента ИЛИ, а вторые выходи - к первым входам соответственно первого и второго элементов И, подключенных выходами к входам индикатора отказа, а вторыми входами через элемент задержки к выходу счетного триггера и к первому входу формирования управляющих импульсов, третий и четвертый элементы И, второй и третий элементы ИЛИ и триггер с динамичеоким входом, вход которо-, го соединен с вторим входом Форми 55 бО б 5 сов в управляющий сигнал, отображающий исходный передний торец реаль" ного объекта, в процессе перемещения которого произошел отказ вида нуль ф одного из датчиков наличия объекта, а в процессе его маневрирования известное устрг 1 ство перестроилось на режим работы с одним исправным узлом Г 21 .Недостатком устройства являютсяограниченные функциональные возможности при решении задач управления транспортными операциями. Так рователя управляющих импульсов и через третий элемент ИЛИ - с выходамипервого и второго элементов И, выходтретьего элемента И подключен квходу счетного триггера, первый 5 вход - к выходу первого элементаИЛИ, а второй вход - к выходуформирователя управляющих иМпульсов и к первому входу четвертого элемента И, второй вход которо го соединен с выходом триггера сдинамическим входом, третий входчерез второй элемент ИЛИ - с вторыми входами первого и второго двухфазных одновибраторов, а выход 15 с вторым входом первого элемента ИЛИ. Устройство работает следующим образом. Если оба датчиканаличия объекта исправны или произошел отказ вида единица одного из них, проявляющийся в видепреждевременной, следовательно,ложной выдачи сигнала Переднийфронт входного сигнала на первомвыходе соответствующего одновибратора, то переход счетного триггера в исходное состояние используется устройством как информационный сигнал, который в формирователе управляющих импульсов преобразуется в искомый информационныйсигнал, отображая пере"ечение линии визирования датчиков передним. торцом перемещающегося реальногообъекта, В случае отказа видафнуль одного из датчиков, проявляющегося в виде ложной невыдачи сигнала Передний фронт входного сигналаф на первом выходесоответствующего одновибратора,в Формирователе управляющих им пульсов вырабатывается предварительный управляющий сигнал 1 Реверспо которому выполняется останов,затем перекрещение объекта в обратном направлении, снова останов ивновь перемещение объекта в заданном прямом направлении. В моментпересечения линии визирования датчиков передним торцом объекта, повторно перемещающегося в заданномпрямом напРавлении, как и ранеепереход счетного триггера в исходноеустойчивое состояние преобразуетсяформирователем управляющих импуль50 его реализация возможна, если оборудование обеспечивает двухстороннееперемещение объекта (реверсивныйпривод), например рольганги, экстракторы-механизмы выдачи заготовокиз печи, шагающие балки в печах . 5и др. (обычно механизмы, несущиена себе объект), и невозможна,если оборудование приспособленодля перемещения объекта только .водном направлении, например посад 10заготовки в печь посредством печного толкателя; перемещение объекта по склизу при выгрузке печи; перемещение объекта в потоке объектов, например,по секционированному рольгангу, когда маневрирование объекта с применением реверсированиямеханизма тран:портирования недопус"тимо.Цель изобретения - расширение 0функциональных возможностей устрой 2ства за счет управления перемещением объектов, для которых невозможно реверсивное перемещение.Поставленная цель достигаетсятем, что в резервированное устройство для управления перемещениемобъекта, содержащее первый и второй двухфазные одновибраторы, входыкоторых подключены к выходам датчиков наличия объекта, первые выходы - к входам первого элементаИЛИ, а вторые выходы - к первым входам соответственно первого и второгоэлементов И, подключенных выходамик входам индикатора отказа, второй З 5элемент ИЛИ, третий элемент И, первый входом подключенный к выходуКб-триггера, счетный триггер и формирователь управляющих импульсов,дополнительно введены датчик перемещения объекта, задатчик кода задержки и счетчик, первым входом подключенный к выходу третьего элемента И, вторым входом - к выходувторого элемента ИЛИ и к пеРвомУ 45входу 18 -триггера, третьим входом -к задатчику кода задержки, а выходом - к входу формирователя управляющих импульсов и к вторым входамЙ 8-триггера и счетного триггера,выходом подключенного к вторым вхоам первого и второго элементов И,а первым входом - к выходу первогоэлемента ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ подключены к вторым выходампервого и второго двухфазных одновибраторов, а второй вход третьегоэлемента И соединен с выходом датчика перемещения объекта,Введение датчика перемещенияобъекта, подключенного к второму вхо;ду третьего элемента И, и подключение входов второго элемента ИЛИ кпервым входам одновибраторов, а выхода -. к первому входу Р 8-триггера .позволяет в процессе перемещения . 65 объекта выделить серию путевых импульсов третьим элементом И, который открывается при переходе РВ-триггера в состояние единица. Переход РЗ -триггера в указанное состояние осуществляется по одному иэ сигналов Передний Фронт входного сигнала, Формируемых на первых выходах одновибраторов в момент пересечения линии визирования датчиков наличия объекта передним торцом объекта.Введение задатчика кода и счетчика, работающего в режиме вычитания, первым входом подключенного к выходу третьего элемента И, вторым входом - к выходу второго элемента ИЛИ, а третьим входом - к выходу задатчика кода задержки, позволяет в процессе перемещения объекта сформировать управляющий сигнал следующим образом.При отказе вида 1 единица одного из датчиков наличия объекта по ложному сигналу Передний Фронт входного сигналаф (возникающему на выходе второго элемента ИЛИ ранее момента пересечения передним торцом объекта линии визирования датчиков наличия объекта и поступающему на второй вход счетчика) разрешается иэ задатчика кода задержки в счетчик по третьему входу параллельным кодом переписать код длины, соответствующий длине участка исходная позиция объекта - линия визирования датчиковфФ причем в данном .римере координата исходной позиции объекта определяется по переднему торцу объекта.Кроме того, по указанному сигналу Я -триггер переходит в фединицу 1, открывая третий элемент И для поступления серии путевых импульсов на первый вход счетчика., работающего в режиме вычитания.По мереперемещения объекта код счетчика стремится к нулевому эна;чению, однако появление на выходе второго элемента ИЛИ следукщего, уже истинного сигнала Передний фронт входного сигналаф (выдаваемого неотказавшим датчиком наличия объекта в момент пересечения передним торцом объекта линии визирования датчиков), позволяет повторно перезаписать в счетчик указанный код длины. В момент достижения передним торцом объекта контрольной позиции, отстоящей в направлении перемещения объекта от линии визирования датчиков на расстоянии, равном длине участка исходная позиция объекта. линия вйзирования датчиков,ф, счетчик, работающий в режиме вычйтания, обнуляется.Сигнал обнуления счетчика, поступая в формирователь управляющих импульсов, преобразуется в искомыйуправляющий сигнал, а поступая навторой вход М -триггера, переводитпоследний в исходное состояние.5При исправных датчиках наличияобъекта аналогично предыдущему случаю управляющий сигнал формируетсяпри достижении передним торцом объек.та контрольной позиции с той лишь 1 Оразницей, что оба сигнала Переднийфронт входного сигнала являютсяистинными, отображая пересечениепередним торцом объекта линии визирования датчиков, так как практически датчики имеют общую линию визирования,При отказе вида нуль.ф одногоиз датчиков наличия объекта формирование управляющего сигнала осуществляется при однократной перезаписи в счетчик кода контрольнойдлины в момент пересечения переднимторцом объекта контрольной позиции.Таким образом, искомый управляющий сигнал в предлагаемом устройст-.ве однозначно отображает всегдаодин и тот же (в данном примерепередний) торец перемещаемого объек-та и всегда при достижении этим торцом одной и той же позиции (контрольной) независимо от режима работыпредлагаемого устройства, т,е. с.одним или двумя исправными (неотказавшими) датЧиками наличия объекта.Однако в отличие от прототипа получение необходимого результата с помощью предлагаемого устройства нетребует маневрирования объектом вслучае отказа одного из датчиковналичия объекта, что расширяет его 40функциональные возможности, когдатехнологически допустимо только одностороннее перемещение объекта,например, при помещении заготовкиэ нагревательную печь посредством 45печного толкателя; при перемещении объекта по склиэу при выгрузке печи; при транспортировании объекта по секционированному рольгангув потоке объектов. 50На чертеже изображена блок-схема.устройства. устройство содержит первый и вто" рой датчики наличия объекта 1 и 2, первый и второй двухфазные одновиб раторы 3 и 4, входы которых подключены к выходам соответствующих дат- чиков 1 и 2, первый и второй элементы ИЛИ 5 и б, первыми и вторыми входами, подключенные соответст венно к первым и вторым выходам одновибраторов 3 и 4, счетный триггер 7, первым входом подключенный к выходу элемента ИЛИ 5, первый и второй элементы И 8 и 9, первыми Эхо дами подключенные к вторым. выходам соответственно первого и второго одновибраторов 3 и 4., индикатор 10 отказа, входами подключенный к выходам первого и второго элементов И 8 и 9, Р 8 -триггер )1, первым входом подключенный к выходу второго элемента ИЛИ 6, задатчик 12 кода задержки, третий элемент И 13, первым входом подключенный к выходу ЯЗ- триггера 11, счетчик 14, первым входом подключенный к выходу третьего элемента И 13, вторым входом - к выходу второго элемента ИЛИ б, третьим входом - к выходу задатчика 12, а выходом - к вторым входам триггеров 7 и 11, датчик 15 перемещения объекта, подключенный к второму входу третьего элемента И 13, формирователь 16 управляющих импульсов, подключенный к выходу счетчика 14.Устройство работает следующим образомПри пересечении линии визирования датчиков 1 и 2 передним и задним торцами объекта одновибраторы 3 и 4 формирует импульсные сигналы минимальной длительности - Передний фронт входного сигнала и фЗадний фронт входного, сигнала соответственно.Если оба датчика 1 и 2 исправны, то на вход триггера 11 и второй вхрд (разрешения записи кода задатчика) счетчика 1через элемент ИЛИ б последовательно поступают два сигнала Передний фронт входного сигнала с первых выходов одновибраторов 3 и 4, отображающих пересечение передним торцом перемещаемого объекта линии визирования датчиков. По первому сигналу Передний фронт входного сигнала, поступающему на второй вход счетчика 14, разрешается перезапись кода эадатчика 12, в счетчик 14 по третьему (установочному) входу параллельным кодом переписывается код длины, равной длине участка исходная позиция объекта - линия визирования датчиков, триггер 11 переводится вединицу, открывая третий элемент И 13 для .поступления серии путевых импульсов на первый (счетный) вход счетчика 14, работающего в режиме вычитания. После появления второго сигнала Передний фронт входного сигнала на первом выходе одновибратора 4 иэ задатчика 12 в счетчик 14 повторно переписывается прежняя информация о длине. Триггер 11 сохраняет свое состояние. Элемент И 13 остается открытым и в счетчик 14 начинает поступать новая серия путевых импульсов по мере перемещения объекта. В момент достижения передним торцом объекта контрольной позиции,отстоящей в направлении перемещенияобъект от линии визирования датчиков на расстоянии, равном длинеукаэанного участка, счетчик 14 обнуляется.5Сигнал обнуления счетчика 14,поступая в формирователь 16, преобразуется в управляющий сигнал, апоступая на второй вход триггера 11,переводит последний в исходное состояние.При отказе вида единица одного из датчиков 1 и 2 алгоритмфункционирования элементов - триггера 11, задатчика 12, третьего элемента И 13 и счетчика 14, являетсяаналогичным случаю исправных блоков 1 и 2, таккак в обоих случаяхвозникает два сигнала Переднийфронт входного сигнала, Отличиезаключается только в том, что приотказе вида единица 1 первый посчету сигнал, полученный на выходевторого элемента ИЛИ 6, являетсяложным, ибо он возникает ранее момента пересечения передним торцомобъекта линии визирования датчиков, т,е, еще тогда, когда переднийторец объекта занимает промежуточную позицию на участке исходнаяпозиция объекта-линия визированиядатчиков ". Второй сигнал Передний фронт входного сигнала является истинным и возникает на выходевторого элемента ИЛИ б в моментпересечения передним торцом объекта линии визирования датчиков.При отказе вида 1 нуль одногоиэ датчиков 1 или 2 Формирование управляющего сигнала осуществляетсяпри однократной перезаписи в счет Очик 14 кода контрольной длины в момент пересечения передним торцомобъекта контрольной позиции. При отказе вида 1 нуль. (ложная невыдача сигнала), кроме того, выявляется отказавший датчик 1 или 2, так как триггер 7 по сигналу 1 Передний фронт входного сигналаф 1 неоткаэавшего датчика переходит в единицу 1, открывая элементы И 8 и 9. Так как при отказе вида нуль, например датчика 1, на выходе элемента И 9 появляется сигнал13 адний Фронт входного сигнала 1, полученный на втором 55 выходе одновибратора 4. Появление этого сигнала на первом входе индикатора 10 свидетельствует об исправности датчика 2 и Факте отказа .,дида фйуль датчика 1. Однако 60 в случае отказа одного из датчиков 1 или 2 вида единицаф отказавший датчик выявляется не сразу, т,е. не в том цикле управления перемещением объекта, в котором слу чился отказ, а в последующем циКле управления, когда отказ проявляется уже как отказ вида нуль, Одна- ко такого рода запоздание в выявлении отказавшего датчика не снижает надежность предлагаемого устройства, рассматриваемого как дублированная восстанавливаемая система, поскольку интервал поступления объектов (в потоке объектов) в зону действия датчиков 1 и 2 существенно меньше допустимого времени восстановления (замены) отказавшего блока.Следует подчеркнуть, что формйрование управляющего сигнала с некоторой транспортной задержкой относительно линии визирования датчиков не имеет существенного значения, так как при решении задачи автоматиэа ции управления транспортными опера.циями линия визирования датчиков может быть расположена с упреждением. При этом по расстоянию упреждение должно быть не менее длины участка исходная позиция объекта - линия визирования датчиков в случае формирования управляющего сигнала, соответствующего пересечению линии визирования датчиков передним торцом объекта, и не менее максимально возможного размера объекта из числа контролируемого сортамента объектов в случае формирования управляющего сигнала, соответствующего пересечению линии визирования датчика задним торцом объекта.Введение в предлагаемое устройство датчика нового типа, а именно датчика перемещения объекта,не снижает надежности устройства в целом, так как в качестве датчика импульсов можно использовать достаточно надежные известные резервированные устройства для счета импульсов.Таким образом, формирование управляющего сигнала в предлагаемом устройстве с транспортной задержкой относительно линии визирования датчиков позволяет в отличие от прототипа исключить маневрирование объектом в случае отказа одного из датчиков наличия объекта, что расширяет функциональные возможности предлагаемого устройства, позволяя использовать его тогда, когда технологическое оборудование приспособлено для перемещения объекта только в одном направлении. Основным технико-экономическим преимуществом при реализации резервированного устройства управления перемещением .объекта по сравнению с прототипом является. исключение простоев оборудования вследствие расширения функциональных возможностей предлагаемого устройства за. счет управления перемещением объектов,10 б 74 б 8 10 Кроме того, обеспечивается расширение области применения предлагаемого устройства и его можно ис пользовать как фотореле датчик наличия перемещаемого объекта) повышенной надежности, имеющего сдвоенные . фотоэлементы, с индикацией неисправности фотоэлементов, работо способное при исправных фотоэлементах и при отказе одного из них вида 1 или 0, при этом предлагаемое устройство особенно рационально испольэовать в качестве Фотореле в том случае, когда один датчик путевых импульсов одновременно обслуживает несколько фотореле, расположенных, например, вдоль конвейерного Составитель В.ТкачевТехред М. Гергель К тор, л, Ференц ктор О. Колесник каз 11208/50 Тираж 846ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откры113035, Москва, Ж, Раушская одпис ета ССтийнаб Филйал ППП фПатент Ужгород, ул. Проектна для которых невозможно реверсирование перемещения,транспортера или секционированногорольганга, приводы секций которогооборудованы датчиками путевых им"пульсов) для измерения размера объекта в направлении его перемещения,так как оно инвариантно по отношению к торцу объекта, допуская воэможность последовательного формирования сигналов, отображающих моментыпересечения одной и той же поэициисоответственно передним и заднимторцами объекта (как при,исправныхдатчиках,так и при отказе любоговида одного из них) в отличие отпрототипа, который может быть ориентирован на формирование сигнала только по переднему торцу объекта ипотому не может быть использовандля измерения размера перемещаемогообъекта.