Устройство для управления следящим приводом

(51) 4 С 05 В 19/ ОСУДАРС ПО ДЕЛА ЗОБРЕТТЕПЬСТВУисоты системах числ вления станка- является улучхарактеристик альных возможасшити заой корсвязи я управлен ержит формиро ф ь ъ ННЫЙ НОМИТЕТ СССР .ОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 4224403/24-2406.04.8707.12.88. Вюл. Кф 45В.И. Левашов, В,Ф, СеменюкПауте62.50(088,8)Авторское свидетельство СССР5130, кл. С 05 В 9/18, 1984торское свидетельство СССР1120, кл. С 05 В 19/18, 1984(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИШИМ ПРИВОДОМ (57) Изобретение отн тическому управлению использовано в следя управления приводами пуляторов, а также в вого программного уп ми. Целью изобретени шение эксплуатационн и расширение функцио ностей. Устройство д следящим приводом с ватель сигналов задания 1, буферныерегистры 4,5,7, датчик обратной связи 2, привод 3, сумматоры 6, 18, генератор импульсов 8, цифроаналоговыйпреобразователь 9, узел сравнения кодов 1 О, элементы И 13, 4, реверсивный счетчик 15, блок уставки максимальной скорости 16, блок формирования сигнала разгона-торможения 11,узел коррекции нуля .датчика 17, блокгальванических развязок 12. Изобретение позволяет повысить надежностьи помехоустойчивость устройства засчет цифровой следящей системы формирования аналогового сигнала ления приводом, гальваническ вязанного от цифровой следящ темы, обеспечить возможность устройства с любыми импульсн образователями перемещений, рить функциональные возможно счет аппаратной или программ рекции нуля датчика обратной 1 з,п. ф-лы, 6 ил.Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в следящих системах управления приводами роботов, манипуляторов, а также в системах числового программного управления станками и при решении задач автоматизации технологических процессов, предпочтительно при управлении переме О щением исполнительных органов различных механизмов с абсолютным отсчетом величины перемещения.Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик 15 устройства для управления следящим приводом. На Фиг.иэооражена структурнаясхема предложенного устройства; нафиг. 2 - пример выполнения схемыгенератора, на Фиг. 3 - схема блокаразгона-торможения, на фиг, 4структурная схема узла коррекции нуля датчика обратной связи с вторым 25сумматором; на фиг. 5 - схема блокауставки Ч, на Фиг, б - схемаФормирователя сигналов задания,Устройство для управления следящим приводом (фиг. 1) содержит Формировательсигналов задания, датчик 2 обратной связи, привод 3, третий 4 и второй 5 буферные регистры,первый сумматор б, первый буферныйрегистр 7, генератор 8 импульсов35цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)9, узел 10 сравнения кодов, блок 11Формирования сигнала разгона-торможения, блок 12 гальванических развязок, элементы И 3 и 14, реверсивный счетчик 15, блок 16 уставкимаксимальной скорости, узел 17 коррекции нуля датчика, второй сумматор 18 и исполнительный механизм 19,Входы узла 17 коррекции подключены к выходам датчика 2 обратной связи,а выходы узла 17 коррекции - к соответствующим входам второго сумматора18, выходы которого подключены к инФормационным входам второго буферного регистра 5.В качестве датчика 2 обратной связи в устройстве может быть использован любой датчик абсолютного отсчета, имеющий на выходе параллельный55двоичный код с числом разрядов, равным числу разрядов двоичного кода навыходе Формирователя сигналов задания, например преобразователь перемещений кодовый ППК. Можно использовать любой фотоэлектрический датчик, но при этом необходимо междудатчиком и вторым буферным регистром5 включить счетчик-накопитель, который Формирует абсолютный двоичныйкод положения исполнительного механизма. (На Фиг, 1 показаны связи применительно к датчику ППК).Генератор 8 (Фиг. 2) может быть выполнен на базе кварцевого резонатора6, элементов НЕ 20-22, счетчика 23,дешифратора 24 и счетчика 25.Блок 11 формирования сигнала разгона-торможения выполнен на базе инверторов 26-29 и счегчика 30 с переменным коэффициентом деления, С помощью кода уставки можно изменить коэффициент деления счетчика 30 и,соответственно,изменять частоту импульсов Е поступающих на входы реверсивного счетчика 15 через элементыИ 13 и 14. Код уставки может бытьсформирован с помощью коцояых переключателей ПП 10,Коррекция нулевого состояния датчика 2 осуществляется с помощью корректирующего кода, который формируется с помощью кодовых переключателей 31 и 32, -преобразователя 33 кодаи сумматора 34 (Фиг.4), Выходнойскорректированный код датчика обратной связи с выходов второго сумматора поступает на входы регистра 35 ипо тактовому сигналу Т 1 выдается насоответствующие входы первого сумматора 6. Узел коррекции совместно свторым сумматором 18 позволяют смещать начало отсчета датчика обратнойсвязи без изменения его положения от-носительно исполнительного механизма Блок уставки максимальной скорости привода (Фиг. 5) содержит инверторы Зб и 37 и элемент 38 сравнения, проводит сравнение двух кодов, один иэ которых поступает с выходов реверсивного счегчика 15 через инверторы 36, а другой код уставки может быть сформирован с помощью переключателей ПП 10 и преобразователей двоично-десятичного кода в двоичный аналогично Фиг, 4, Когда код уставки Чи код на выходах счетчика 15 равны между собой, выходной сигнал узлаО сравнения кодов через элемент И 14 (Фиг. 1) запрещает. прохождение сигналов Р на суммирующий вход ре314429версивного счетчика 15, при этом кодна его выходах, а следовательно, ина входах ЦАП останется постоянным,соответствующим заданному значению(фиг. 6) предназначен для Формирования и-разрядного двоичного кода и 10может быть выполнен в виде задатчика из набора кодовых переключателей ПП 10 39, выходные сигналы которых в виде двоично-десятичного кодапреобразуются в и-разрядный двоичный код с помощью преобразователя 40,Устройство работает следующим образом.В исходном положении, когда кодзадания на выходе формирователя 1 20сигналов задания и код положения навыходе датчика 2 обратной связи равны между собой, на входах первого сумматора б и, соответственно, на первых входах узла 1 0 сравнения кодов 25присутствует нулевой код рассогласования, на вторые входы узла 10 сравнения кодов при этом поступает нулевой код с выходов реверсивного счетчика 15. Этот же код присутствует на 30входах цифроаналогового преобразователя, что обеспечивает на его выходе, а следовательно, на входе привода управляющий сигнал, равный нулю. Система находится в согласованном состоянии.При изменении кода задания с помощью формирователя 1 на выходах первого сумматора 6 формируется код рассогласования, равный разности между ,40кодом положения (кодом на выходах датчика 8 обратной связи) и кодом задания,По тактовому сигналу Т генерато ра 8 код рассогласования с выходов первого сумматора 6 переписывается в буферный регистр 7 и с его выходов поступает на входы узла 1 О сравнения кодов, так как на его вторых вхо дах присутствует нулевой код с выходов реверсивного счетчика 15, на выходе " )" узла 1 О сравнения, кодов появляется единичный логический уровень, который разрешает прохождение импульсов с частотой Гс выхода блока 11 разгона-торможения через элемент И 14 на суммирующий вход реверсивного счетчика 15. При этом начи 75 нает изменяться (увеличиваться) двоичный код на его выходах. Таким образом происходит разгон привода до тех пор, пока код на выходах реверсивного счетчика 15, а следовательно, код на входах блока 16 уставки Ч не будет равен коду уставки на других входах этого блока. При равенстве этих кодов выходной сигнал нулевого уровня блока 16 поступает на третий вход элемента И 14, запрещая прохождение импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 15. При этом код на его выходах не изменяется и соответствует заданной максимальной скорости привода.Такое состояние сохраняется до тех пор,пока код рассогласования на выходах первого сумматора 6, уменьшающийся за счет изменения кода положения с выходов датчика 2, не. станет меньше кода с выходов реверсивного счетчика 15. При этом на выходе " " узла 10 срав - нения кодов Формируется единичный сигнал, разрешающий прохождение импульсов с частотой Р с выхода блока 11 Формирования снгйала разгона-торможения через элемент И 13 на вычитающий вход реверсивного счетчика 15.1(од на выходах счетчика 15 начинает уменьшаться, соответственно уменьшается выходной сигнал цифроаналогового преобразователя 9, а следовательно, и скорость привода. На малой скорости происходит согласование кода положения и кода задания, и при их равенстве на выходах первого сумматора 6, а следовательно 1 на входах узла 10 сравнения кодов формируется нулевой код. При этом на выходах узла 10 сравнения кодов формируются уровни логического нуля, запрещающие прохождение импульсов с частотой Рр на входы реверсивного счетчика 15,Таким образом происходит цифровое программно-аппаратное управление следящим приводом с обеспечением цикла разгон - работа - торможение, при этом обеспечивается возможность изменения времени разгона-торможения имаксимальной скорости привода,В ряде случаев необходимо корректировать (устанавливать)нуль датчика обратной связи без механического отделения его от привода исполнительного механизма. Например, в механизме перемещения полотнищ на заданныеотрезки пути по технологии необходимо установить исходное положение полотнища, но при этом смещается нулевое положение фотоимпульсного пре 5образователя абсолютного отсчетаППК. Б предлагаемом устройстве спомощью узла 17 коррекции нуля датчика (фиг, 1) можно программно скомпенсировать механическое смещение 1 Онуля датчика, Для этого с помощьюкода коррекции или с помощьо кодовыхпереключателей 31, 32 задается двоичнс-десятичный код коррекции, который после преобразования В преобразователе 33 Б виде двоичного кода поступает на первые Входы второго сумматора 34 (Фиг, 4) На вторые Вхсдь 1.сумматора 18 поступает двоичньй кодс выходов датчи 1(а 2, соответствующий 2 Овеличине смещения вала датчика 2 Величину кода коррекции изменяот дстех пор, цска на вьгходе сумматора 34не будет сформирован код, равный кодунуля датчика, который гоступает .ерез второй буферный регистр 5 навходы первого сумматора 6.,Дальнейшая работа устройства аналог 1 нна описанной с той разницей,что упраьлепие следящей системой 3 Ппроисходит Относительно нового нулеВого положения датчика. При этом диапаз Он работы датчика. абсолютного отсчета изменяется на Величину коррекции нового нулевогс положения,Предложенное устройство позволяет улучшить эксплуатационные характеристики следящего привода засс 1 ет сбеспсчения Всзмс 11(нсст 1 л програм 1 л -ного изменения времени разгона-тор Сможения привода и регулирования максимальной скорости повышения надежности и помехоустойчивости устройства за счет цифровой следящей сис-темы фсръИрсвания аналОГОВОГО с 1 лгня;,.а управления приводом, гальванически развязанногс от цифровой следящеи системы; обеспечения Возможностиработь. устройства с любыми импульсными преобразователями, в том числе чОи с преобразователями абсолютного отсчета; расширения функциональных возможностей устройства за счет аппаратной или программной коррекции нулядатчика обратной связи.,Формула из обретения1. Устройство для управления следящим ривсдсм, содержащее генератор жгульсов, Формирователь сигналов задания, датчик обратной связи, механически связанный с приводом, первый и второй сумматоры, два элемента И, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик в него введены узел сравнения кодов, первьй, второй и третий буферные регистры, бпок формирования сигнала разгона-торможения, блок устанки максимальной скорости, реверсивнь 1 й счетчик, блОк Гальванических развязок и цифроаналоговый преобразователь, первый вход которого через блок Гальванических развязок соединен с первым входом узла сравнения, Входом слска уставкн макс 1 мальпОл сксрОсти и с Бь 1 хсдом реверсивного счетчика, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй вход к Бьгхсду второго элеьента И, первый Вхсц кстсрсгс соединен с выходом блока усгавки Вксимальцсй скорости г:.Орсй вход с первь:. Бьгходсм узлар 11 Б 1(ения 1(Одсв, а третик вхоц с Выходом блока ассрНрсваьия сигнала разгсна- торможения и с первым Входом первого зле;е 1 та И, второй вход кото- рсГО подкзОчен к Второму ВьЗхсду узласравнения кодов, второй вход которо" гс подключе;-1 к Выходу первого буферного реистра, Вход записи которого соединен с первым выходом генератора ЖПУЛЬСОВ р Б ТОРСИ Б ЬГХОДС ВХОДОМ блока формирования сигнала разгона- торможения, знаковый Вход цифроаналогового преобразователя соединен с первым Вьгходсм первсГО суьмс".тораВТОРОЙ ВЫХОД КОТОРОГО ПСПЕЛЮЧЕН 1( игпфсрмационнсму Входу первого буферного регистра, второй вход первого су.матсря псдключее 1 к инВевсному Вы ходу Второго буферного регистра, а перВый вход - к выходу третьего буферного регистра, вход записи 1(оторого соединен с Входом записи второго буферного регистра и с третьим входом генератора ямпульсов, а информационный вход - с Выходом формирователя сигналов задания, информационный вход второго буферного регистра соединен с выходом датчика обратной связи, а выход цифроаналогового преобразователя подключен к входу 1-.ривода.2. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что., с целью расширения функцирнальньв( Возможностей, в него Введен узел коррекции7 1 442975нуля датчика обратной связи, входы чены к входам которого подключены к выходам датчи- ходы которого ка обратной связи, а выходы подклю- входу второго второго сумматора, выподключены к третьемубуферного регистра.1442975 ЮГ, 6 Составитель И. Швецедактор О, Юрковецкая Техред Л.Серд М Д ова Коррек 866 Тиражногоний иРаушс аказ 63 ИИПИ Государстве о делам иэобрет Москва, Ж, омитета ССоткрытий ая наб д роизводственно-полиграфическое предприятие город, ул. Проектная,1Ю 84/45ВНп113035 ПодписноСР