Устройство для программного управления объектом с к ступенчатым остановом

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 1% (И) зи С 19./1 ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ о о СССР3,СССР981 а ногодклю х ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Украинский государственнпроектный институт "Металлургавтоматика"(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ С К -СТУПЕНЧАТЫМ ОСТАНОВОМ, содержащее датчик перемещения, подключенный выходом к входу реверсивного счетчика,выходы В+1)-го блока сравнения соединены с первыми входами исполнительного органа, а выходы К блоковсравнения соединены через логическийблок с вторыми входами исполнительного органа, вход (1+1)-го блокасравнения соединен с прямым выходомреверсивного счетчика, а второйв од - с первым выходом блока ввода программы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упр щения устройства, повьаения надежности его работы, в него введены коммутатор и сумматор, входы которого соединены с первыми выходами коммутатора, а выход - с первьми входами К блоков сравнения, вторые входы которых через коммутатор подключены к вторым выходам блока ввода программы, инверсный выход реверсивного счетчика соединен с третьим входом коммутатора, а прямой - с четвертым входом коммутатора, управляющие входы. которого подключены к выходам (к+1)-го блока сравнения, третий вход суммато-ра соединен с шиной "1 ф.2Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что коммут - тор содержит две группы многоразрядных ключей, управлянзяие входы м разрядных ключей обеих групп по чены к управляющим входам коммутатора, выходы многоразрядных ключей объединены и подключены к первым и вторым выходам коммутатора, а их информационные входы соединены с соответствующими входами коммутатора.021 две группы многоразрядных ключей, управляющие входы многоразрядных ключей обеих групп подключены к управляющим входам коммутатора,выходы многоразрядных ключей объединены и подключены к первым и вторым вьжодам коммутатора, а их информационные входы соединены с соответствующими входами коммутатора.На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг.2 - относительное расположение зон действия команд управления исполнительного органа устройства; на фиг.3 - схема коммутатора, на фиг.4 - блок ввода программы 1 1123Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может быть использовано в различных системах управления перемещением объекта, например в системах управле ния перемещениемкислородной фурмы в конверторе, в станках с числовым программным управлением в роботах..Известна счетно-импульсная система программного управления, содержащая генератор импульсов, датчик перемещения, подключенный к ревер". сивному .счетчику, а через него к сравнивающему устройству, второй вход которого соединен с блоком ввода программы, исполнительный орган и логический блбк, подкпюЧенный к сравнивающему устройству 1 датчику перемещения, генератору импульсов, блоку ввода программы, счет чику импульсов, а через него к исполнительному органу, к которому под" ключено и сравнивающее устройство 03.Недостатки такой системы - слож" ный алгоритм работы, невозможность автоматического возврата объекта взону допустимого останова в случае выбега за эту зону, невозможность корректировки задания во вре" мя перемещения объекта. 30 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является счетно"импульсное устройство для программного управления объектом с к -ступенчатым остановом, содержащее 2 1 реверсивных счетчиков и 2 1 блоков сравнения, выходы которых через логический блок подключены к исполнительному органу, первые 40 входы. объединены и подключены к выходу блока ввода программы, вторые входы соединены с выходами реверсивным счетчиков, счетные входы ко" торых объединены и подключены к выходу датчика перемещения, последова" тельно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов и блок задания исходных состояний реверсивных счетчиков2,1 работе и расширение его функциональ ных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для программного управления объектом с 1 -ступенчатым остановом, содержащее датчик перемещения, подключенный.выходом к входу реверсивного счетчика, выходы 6+1)-го блока сравнения соединены с первые входом исполнительного органа, а выходы 1 блоков сравнения соединены через логический блок с вторыми входами исполнительного органа, первый вход (1+1)-го.блока сравнения соединен с прямым выходом реверсивного счетчика, а второй вход - с первымвьиодом блока ввода программы,введены коммутатор.исумматор,входы которого соединены с первымивыходами коммутатора, .а выход - с первыми входамиблоков сравне" ния, вторые входы Которьм через коммутатор подклвчены к вторым выходам. блоха ввода программы, инверс"ный Выход реверсивного счетчика соединен с третьим входом коммутатора, а прямой в , с четвертым входом коммутатора, управляющие входы которого подключены к выходам (1+1)-го блока сравнения, третий вход сумматора соединен с .шиной "1".Кроме того, коммутатор содержит50 55 Недостатками известного устрой" ства являются относительная слож.ность его схемкой реализации, соответственно недостаточная надежность, а также невозможность изменения величины зон управления.Цель изобретения - упрощение устройства, повышение надежности в Устройство для программного уп- .равления объектом с К -ступенчатым остановом содержит блоки 1.1,1 сравнения, сумматор 2, коммутатор 3, блок 4 ввода программы, реверсивный счетчик 5, датчик 6 перемещения, логический блок 7, исполнительный орган 8, шину 9 цифры "1". Логический блок 7 сос11230245 50 55 3тоит иэ элементов ИЛИ 10,10 .1 О н нэ лементов И1 11 к В устройстве для программного управления объектом с-ступенчатым остановом первые входы блоков 1, 1сравнения объединены и подключены к выходу сумматора 2, первый н второй входы которого под- . ключены соответственно к первому и второму выходам коммутатора 3, информационные входы которого подключены соответственно к выходам блока 4 ввода программы и к выходам реверсивного счетчика 5. Выход датчика 6 перемещения подключен к счетному входу реверсивного счетчика 5, первый выход которого подключен к первому входу блока 1 4 сравнения, второй вход которого подключен к первому выходу блока 4 ввода программы, а первый и второй. выходы подключены к первому и второму управляющим входам коммутатора 3. Выходы логического блока 7 подключены к входам исполнительного органа 8, первый и второй управляющие входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока 1+ сравнения. Коммутатор 3 состоит из многоразрядных ключей 124-И, 13-13, 14-17. Блок 4 ввода программы состоит из цифровых датчиков 18,А-А, и блока 20 инверторов.Каждый из блоков 1, 1 вак сравнения представляет собой известное сравнивающее устройство, на первом выходе "Больше." которого присутствует сигнал "1", если на нервом его входе присутствует код числа больше, чем код числа, присутствующий на его втором входе. Если соотношение между числами противоположное указанному, то сигнал "1" присутствует не .на пЕрвом, а на втором выходе "ХЕньше", В случае равенства чисел сигнал "1" присутствует на третьем выходе "Равенство".Сумматор 2 представляет собой любой из известных двоичных сумматоров комбинационного типа, имеющего для каждого .разряда два входа, а для первого разряда - три входа. Сумматор 2 предназначен для вычисления модуля разницы между кодом Т и кодом Н,. Из работы коммутатора 3 следует,что в случае,. когда ТН ., на второй вход сумматора 2 поступает кодН (инверсный код, получаемый за 5 счет инверсии каядого разряда кодаНо в отдельности), а. на первый - Т.В этом:случае для двоичных кодовсправедливоС = Т + Но + 1 = Т - Но = (Т - Но)В случае, когда Т ( Н , на первыйвход сумматора поступает код Т, ана второй - Но, в этом случае получаютС:Т+ Н,+1=Н,-Т= (Т-Н,). 5 Коммутатор 3 при наличии сигнала"1" на своем первом управляющемвходе на выходах содержит информацию, .поступающую в него по нечетнымвходам. В случае же наличия сиг нала "1" на втором управляющемвходе коммутатора 3 на его выходыпоступает .информация с его четныхвходов. Коммутатор 3 представляетсобой известную схему, состоящую,например, из двух рядов многоразрядных ключей;Блок 4 ввода программы предназначен для задания точки остановес координатой НО и для задания(см.фиг.2) расстояний А 1А иВ, Вот .точки останова НОдо границ зон управления (для каждой из зон управления характернасвоя скорость 7Д, Ч 4,в 35 Ч 1). Изменение двоичных кодовНоу А, у ерАу рВ, уу В Возможноодновременно или независимо одинот другого. При этом должно соблюдаться условие А А (ВВ.)40 Реверсивный счетчик 5 представляет собой двоичный реверсивный счетчик,на первом выходе которого присутствует прямой код Т "текущего" положения объекта,а на втором выходе -инверсный код Т,Логический блок .7 представляетсобой комбинационную схему, состоящую из элементов ИЛИ и И, предназначенную для формирования.наодном из своих выходов сигнала "1",соответствующего определенной величине скорости. В связи с тем, чтообъект физически не может находиться одновременно в нескольких зонахуправления (фиг.2), то сигнал может поступать только на один выходлогического блока 7 в зависимости оттого, в какой зоне управления нахо 1123021го 35 В зависимости от знака неравенства между заданнйм и текущим положением объекта,с выходов реверсивного счетчика 5 и блока 4 ввода программы через коммутатор 3 на первьй и второй входы сумматора 2 поступают соответственно коды Т и Но или Т и Й .На выходе сумматора 2 присутствует код С = (Т - Н ), т,е. код величины расстояния между объектом и заданной точкой его останова (величина рассогласования). дится в данный момент объект. Еслиобъект находится вьппе заданной точки останова Н , но не далее чемН о + А, илн же ниже точки Но, ноне далее Нр + В, т,е. в зоне "нечувствительности", то сигнал "1" небудет присутствовать ни на одномвыходе логического блока 7.Исполнительный орган .8 можетпредставлять собой, например, релейную схему, предназначенную формировать команду на перемещение объекта с определенной скоростью в соответствующем направлении в случае,когда сигнал "1" поступает на один из 15К входов исполнительного органа 8со стороны логического блока 7 (этимопределяется номинал скорости) и одновременно с этим поступает сигнал"1" на (К+1)-й либо (К+2)-й входисполнительного органа 8 со стороныблока 1сравнения (этим определяется направление скорости) Еслиже информация о необходимом номинале скорости в исполнительный ор- г 5ган 8 не поступает (объект расположен в зоне "нечувствительности" )или в исполнительный органнепоступает информация о .направлениискорости (Т = Но), команда на движение исполнительным органом 8 невыдается (привод отключен).Устройство работает следующимобразом,Во время перемещения объекта сдатчика 6 .перемещения поступают импульсы на вход реверсивного счетчика 5, на выходах которого присутствуют прямой Т и инверсный Т кодыкоординаты объекта,В результате сравнения кода Т скодом Н о задания точки останована одном из выходов блока 1 4 фор-.мируется сигнал "1", который опреде"ляет направление,неремещения объекта к точке Но. С выходов блока 4 ввода программы через коммутатор 3 на вторые входы блоков 141 сравнения поступают коды расстояний между точкой останова Н и соответствующими границами зон управления. В случае, например, вертикального перемещения объекта на вторые входы блоков 1;сравнения в зависимости от знака соотношения между кодами: Т и Но поступают коды расстояний между заданной точкой Но (фиг.2) и точками Ар или Вр, расположенны ми соответственно выше или ниже точки Но.В зависимости от расположения объекта по отношению к точке заданного останова Но сигнал "1"может присутствовать либо толькона первом выходе блока 1 сравнения (это характерно для случая, когда С А(В), либо одновременно на втором и третьем выходахблока 1 р сравнения и .на первом выходе блока 1.р 4 сравнения (это характерно для случая, когдаАр(ВР.-4)САр(Вр)Если объект находится,(фнг.2)выше точки с координатойН + А, так как в этом случаеТН , то С = (Т - Но) = Т - Но,но так как Т - Н + А , тоТ - НА, т.е, САВ этом случае, так как Т Н,с первого выхода блока 1 + сравК+4кения на вход исполнительного органа 8 поступает команда "Спуск", ас первого выхода блока 1 сравнения на исполнительный орган 8 через логический блок 7 поступаетсигнал Чк. В результате производится спуск объекта на скорости Ч .В тот момент, когда объект подойдет .к точке с координатой Но + Ак, сигнал "1" на первом выходе блока 1сравнения пропадет,а наего второмвыходе (С " Ак) появится.Так как при этом СА , тона первом выходе блока 1, сравнения присутствует также сигнал "1". В результате с выхода элемента И 11 кна вход исполнительного органа 8 поступает сигнал Чк ., т,е. продолжается спуск, но уже на скорости Ч 4, Переход на другие скорости при входе объекта в другие зоны управления производится аналогично. Когда же объект подойдет к1 11 точке с координатой Но + А, то сиг- нал "1" на первом выходе блока сравнения пропадет (т.е. снимется сигнал Ч), а так как при этом других сигналов на исполнительный орган 8 с выходов логического блока 7 поступать не будет, то электропривод отключается и объект начинает , двигаться в зоне нечувствительности по инерции, подходит к точке Н (расстояние А - длина пробега по инерции - определяется заранее и зависит от различных технологических причин инерционности привода, массы объекта, номинала .скорос- ти Ч).Если объект находитея ниже точки с координатой Но + В, то управление изменением скорости происходит аналогично, но,при этом появляется сигнал ".Подъем" на третьем выходе блока 1 срав.нения (ТН), С ="(Т- Н)Но - Т, а взамен расстояний А исполъзуются расстояния В (на фиг.2 они ноказаны:ниже точки Н).Бри подъеме объекта нижней границе эоны нечувствительности (зоны останова) соответствует точка с координатой Н, - В8Таким образом, когда Т Ф Но иобъект не расположен в зоне нечувствительностн, на входы исполнительного органа 8 поступает информация 5 о номинале и направлении требуемойскорости перемещения объекта. 23021 Предлагаемое устройство имеетпростой алгоритм работы. Ввиду то- Ю го, что кроме реверсивного счетчика,все остальные блоки представляютсобой комбинационные схемы, нредлагаемое устройство имеет высокую надежность, а за 1 счет применения, 15 меныяего.числа реверснвных счетчиков и блоков сравнения оно является более надежным, чем известное. Применение предлагаемого уст.- ройства позволяет не только произ" 20 водить реверс перемещения объекта(в случае его случайного выбега запределы зоны останова) и изменятькоординату заданной точки остано"ва как при неподвижном, так и 25 подвижном объекте, но и позволяеттакже изменять величину зон управ"ления как при подвижном, так и неподвижном объекте, т,е. позволяет влюбой момент времени полностью изменять программу.1113021 Редактор А. Мотыл аказ 8139 Тираж 841 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., дПатент, г. Ужгород, ул, Проектная филиал Составитель И. ШвецТехред О.Ващншина Корректор Е. Сирохм