Устройство для программного управления объектом с к ступенчатым остановом

) (11)С 05 В 19/18 ОМИТЕТ СССР ИЙ И ОТНРЫТИ ОСУДАРСТВЕННЫО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ЗОБ Н АВТОР ветствующнм упнительного элмента ИЛИ-НЕ 47И. Лош ре выходам соотв рого элементо н орденаметаллу У с ре 88.8)свидетельс05 В 19/18,видетельство05 В 19/18,во СССР1981.СССР1983 Иф 1083 (прото У СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Днепропетровскийвого Красного Знаменикий институт им. Л.И.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОВЬЕКТОМ С К-СТУПЕНЧАТЬМ ОСТАНОВОМ, содержащее датчикперемещения, подлюченный первым ивторым выходами соответственно к сум.мирующему и к вычитающему входам реверсивного счетчика импульсов, блок сравнения, соединенный первым и вторым выходами с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, подключенных выходами к соотавляющим входам исполента и к входам элевторыми входами - к ственно первого и вто ИЛИ, связанных входами соответственно с первыми и вторыми выходами (2 К + 1) ступенчатогораспределителя импульсов, подключенного установочным входом к управляющему выходу блока ввода, а тактовымвходом - к выходу генератора импульсов, соединенного управляющим входом с выходом элемента ИЛИ-НЕ, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощенля и повышения надежности устройства, в него введены сумматор ишифратор, подключенный входами соответственно к первыми вторым выходам2 К + 1) ступенчатого распределителяимпульсов, а выходами - к первым входам сумматора, соединенного вторымивходами с информационным выходомблока ввода, а выходом - с первымвходом блока сравнения, подключенного вторым входом к выходу реверсивного счетчика импульсов.1 11308Изобретение относится к областиавтоматизации производственных процессов и может быть использовано в различных системах управления перемещением объекта,например, в системах управления перемещением подвижных элементов промышленных роботов и вспомогательного оборудования робототехнических комплексов, а также системах управления перемещением кислородной фурмы в конверторах.Известно счетно-импульсное устройство для программного управления объектом с К-ступенчатым остановом, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов и блок задания исходных состояний реверсивных счетчиков, 2 К реверсивных счетчиков, счетные входы которых объединены и подключены к импульсному датчику перемещения, информационные установочные входы реверсивных счетчиков соединены с выходами блока задания исходных состояний реверсивных счетчиков, 2 К блоков сравнения, первые входы которых объединены и подключены к выходу блока ввода программы, вторые входы блоковсравнения соединены с выходами ревер.сивных счетчиков соответственно, а выходы блоков сравнения подключены к40 логическому блоку, соединенному с исполнительным органом,.ИНедостатком устройства является относительная сложность его схемной реализации, 35Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для программного управленияобъектом с К-ступенчатым остановом, содержащее 2 К реверсивных импульсов, фб подключенных счетчными входами к выходу датчика перемещения, а установочными входами - к соответствующим выходам блока задания исходных дан.- ных, блок ввода, соединенный инфор 15 мационными выходами с первыми входами блока сравнения, 12 К + 1)- канальный распределитель иьйульсов, подключенный тактовым входом к выходу генератора импульсов, установочным входом - к управляющему выходу блока ввода, а выходами, начиная с перво" .го, - к соответствующим управляющим входам коммутатора, соединенного информационными входами с выходами ре версивных счетчиков импульсов, а выходами - с вторыми входами блока сравнения, подключенного первым и зз 2вторым выходами к первым входам со-. ответственно первого и второго элементов И, связанных выходами через элемент ИЛИ-НЕ с управляющим входом генератора импульсов и соответственно с вторым и третьим входами исполнительного элемента, а вторыми входами - с выходами соответственно первого и второго элементов ИЛИ, подключенных входами к выходам распределителя импульсов соответственно от первого по К-й канальные выходы и от 1,К + 11-го по 2 К-й канальнь 1 е выходы 121Недостатком известного устройства является относительная сложность его схемной реализации так как для пост роения устройства с многоступенчатым К-ступенчатым остановом требуется 2 К реверсивных счетчиков и коммута" тор. сЦелью изобретения является упрощение и повышение надежности устройства,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для программногоуправления объектом с К-,ступенчатымостановом содержащее датчик перемещения, подключенный первым и вторым выходами соответственно к суммирующему и к вычитающему входам ревер.пивного счетчика .импульсов, блоксравнения, соединенный первым и вторым выходами с первыми входами соот-ветственно первого и второго элементов И, подключенных выходами к соответствующж управляющим входам исполнительного элемента и к входам элемента ИЛИ-НЕ, а вторыми входами - квыходам соответственно первого и вто.рого элементов ИЛИ, связанных входами соответственно с первыми и вторыми выходами 2 К + 1) ступенчатогоРаспределителя импульсов, подключенкого установочным вХодом к управляющему выходу блока ввода, а тактовымвходом - к выходу генератора импульсов, соединенного управляющим входомс выходом элемента ИЛИ-НЕ, ввеценысумматор и шифратор, подключенныйвходами соответственно к первым ивторым выходам 2 К + 1) ступенчатогораспределителя. импульсов, а выхода-.ми - к первым входам сумматора, соедине 11 ного вторыми входами с информационным выходом блока ввода, а выхо "дом - с первым входом блока сравненьяр подключенного Вторым входом к20 3 11308 выходу реверсивного счетчика импульсов.На фиг. 1 дана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - зоны действия команд управления устройст-, ва К-ступенчатого останова.5Устройство содержит датчик 1 перемещения, реверсивный счетчик 2 импульсов, блок 3 сравнения, первый и второй элементы И 4 и 5, первый и второй элементы ИЛИ 6 и 7 распределитель 8 импульсов, исполнительный элемент (привод 9, элемент ИЛИНЕ 10; генератор 11 импульсов, сумматор 12, блок 13 ввода, шифратор 14В качестве импульсного датчика 115 перемещения может быть использован любой известный датчик со схемой формирования имйульсов на шинах (+) и (-) в зависимости от направления перемещения объекта.Блок 3 сравнения предназначен для сравнения и - разрядного кода Но +Х Р -Х ), поступающего с выхода.осумматора 12 с и -разрядным кодом Т,25 поступающим с выходов реверсивного счетчика 2, гдеН - координата точки остановао. объекта фиг. 2);Х - число, соответствующее расстоянию от заданной точкиостанова до точки, в которойпроизводится перевод со скорости 7 на скорость ЧТ - координата текущего положения подвижного объекта. 35Прий с Х,(,Тй -Х;) сигнал "1"о оГ 1 присутствует на первом выходе 1 Больше"1 блока 3 сравнения, а при Т с Б + Х (Т с. Б, в . Х ) сигнал "1"о л о- 40 присутствует на втором выходе Мень.ше" 1,блока 3 сравнения.(2 К + 1) - канальный распределитель 8 имеет(2 К + 1) выход и может представлять собой, например, любой известный счетчик, имеющий (2 К + 1) 45 устойчивых состояний, к выходам триг геров которого подключен дешифратор с (2 К + 1) выходами (0,1,2,2 К). Нулевой выход распределителя не используется. Поступление импульсов на50 тактовый вход распределителя при наличии на его установочном входе сигнала "1" приводит к последовательному "пробегу" сигнала "1" на его выходах (от 0-го до 2 К-го, снова55 от 0-го до 2 К-го и т,д). В случае наличия сигнала "0" на установочном входе распределителя, на нулевом 33 4выходе распределителя присутствуетсигнал 1 а на всех остальных выходах распределителя присутствуют сигналы "0" независимо от поступления импульсов на тактовый вход расп"ределителя,Исполнительный элемент 9 (например, привод) выдает соответствующееуправляющее воздействие на объектуправления, если на выходе элементаИ 4 или на выходе элемента И 5) присутствует сигнал 1(что являетсядлявертикального перемещения объекта командой "Спускили соответственно командой "Подъем" ) и если сиг-.нал "1" присутствует на одном из выходов ,(2 К + 1) - канального распределителя (кроме 0-го выхода), чтоопределяет величину перемещения.Сумматор 12 представляет собойлюбой из известных сумматоров комбинационного типа и выполняет непрерывное суммирование кода координатызаданной точки останова (Но), поступающего с информационных выходовблока 13 ввода на первые входы сумма.тора 12, и коды числа Х соответ-,ствующего расстоянию от заданной точ..ки останова до точки, в которой про-.изводится перевод со скорости Ч наскорость Ч поступающего с инфор.1 ф 1мационных выходов шифратора 14 навторые входы сумматора 12, причемдля точек Б 1 ,11, расположенных1Кнад точкой останова Во (фиг. 2), ккоду координаты точки останова Юоприбавляется код соответствующегочисла Х,Х 1, а для точек В к,,И 2 расположенных под точкой .2 костанова Бо , из кода координатыточки останова Б вычитается код сооответствующего числа Хк,1 , Х 2 кЭто обеспечивается тем, что на вторыевходы сумматора 12 числа ХХкс шифратора 14 поступают в прямомдвоичном коде, а число Х ко"Хгкв обратном двоичном коде с добавлением "1".Шифратор 14 может представлятьсобой двухмерную координатную матрицу, содержащую 2 К вертикальных шин(информационных кодовых шин). Уста-.:.новкой, например, диодов, в соответствующих узлах координатной сетки,образованных пересечением , -ой вертикальной шины (1 -ой шины выборки)с горизонтальными информационнымишинами, кодируется число Х , причемкодирование чисел Х 1Х осуществляется в прямом двоичном коде, акодирование чисел Х Х - вф фобратном двоичном коде с добавлением"1". Это обеспечивает в сумматоре 2суммирование И +Х для точек Б Ирасположенных выше точки останова Мофи вычитание Мд - Х для точек Иф,Ы, расположенных ниже точкиостановаОУстройство работает следующим образом.Объект неподвижен и находится,например, в точке Т (фиг. 2), приэтом содержимое реверсивного счетчика 2 однозначно соответствует кодутекущего положения объекта (кодуточки Т,),Задание точки останова (вводкпрограммы) пока еще не производилось,т.е. как на информационных, так и науправляющем выходах блока 13 присутствуют сигналы "0". Сигнал "1" присутствует на нулевом выходе распределителя 8. На все входы исполнитель.ного элемента 9 поступают сигналы"0", т.е. на объект управления никакого воздействия не оказывается.Затем производится ввод программы.Код задаваемой тачки останова Мо30поступает с информационных выходовблока 13 ввода на первые входы сумма.тора 12. На управляющем выходе блока 13 ввода сигнал "О" меняется на"1", в результате чего импульс, пос- Зэтупающий с выхода генератора 11 натактовый вход распределителя 8, переводит последний из "нулевого" положения в "единичное" (на 1-м выходераспределителя 8 появляется сигнал1, на всех других выходах - сигна. -лы "0").Единичный сигнал с 1-го выходараспределителя 8 поступает на первуюшину выборки шифратора 14, в результате чего на выходе (информационныхшинах) шифратора 14 формируется ивразрядный прямой двоичный код чис. -ла Х, поступающий на вторые входысумматора 12. При,этом на выходахсумматора 12 имеем код суммы (Ыд+Х),который сравнивается в блоке Э сравнения с кодом текущего положенияобъекта (,Т).Если Т ) Б + Х, имеем командуО1 7"Спуск" на скорости , (сигнал 1присутствует на выходе элемента И 4и на 1-м выходе распределителя 8). При этом на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 присутствует сигнал сО, что влечет остановку генератора 1 импульсов,Если Т не больше, чем Н + ХФ то следующий импульс, поступивший с выхода генератора 11 на тактовый вход распределителя 8, переводит последний во второе положение (сигнал фф ююприсутствует уже на 2-м выходе распределителя) . Блок 3 сравнения уже сравнивает Т с Б О + ХПока сигнал " 1 " присутствует фна 2-м выходе распределителя 8 (фиг .), то (е слис6 К) сигнал " 1 " посту-. . пает с выхода элемента ИЛИ 6 на вход элемента И 4 . Если при этом код теку. щего положения объекта ТБ + Хо лф то на обоих входах элемента И 4 имеем сигналы , что ведет к наличию сигнала "1" на выходе элемента И 4 команда "Спуск" ) . Если сигнал "1" присутствует на-м выходе с. распределителя 8 (при этом К+161 с 2 К) то сигнал "1" поступает с выхода элемента ИЛИ 7 на вход элемента И 5. Если при этом код текущего положения объекта Т(Н -Х, то на обоих входах элемента И 5 имеем сигналы "1", что ведет к наличию сигнала "1" на выходе И 5 команда "Подъем" ).Пока сигнал "1" поступает наодин из входов элемента ИЛИ-НЕ 10 с выхо. да этого элемента поступает на вход генератора 11 сигнал "О", запрещаю-: щий работу генератора 11.Таким образом, наличие, например, команды "Спуск" приводит к спуску объекта управления на скорости, номи" нал которого определяется номером -го выхода ( 6К) распределителя 8, на котором присутствует в этот момент сигнал "1", Спуск на скорос-. ти Ч; производится до тех пор, пока ТЫ +Х . Б момент прохода объек та мимо точки И, = Б + Х код текущего положения Т;, находящийся в реверсивном счетчика 2, принимает значение И , т.е. Т=Н =Б + Х. Сиг 1 в 1 1 Онал исчезает на выходе "Больше" блока 3 сравнения, что приводит кпоявлению сигнала "О" на выходе эле" мента И 4 (на выходе элемента И 5 уже присутствует сигнал "О", так как 1 ЯК). Появление сигнала "1" на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 приводит к запуску генератора 11. Поступление импульса с выхода генератора 11 на тактовый вход распределителя 8 при7 1130833 8 водит к переходу в распределитель 8 нивать код текущего положения объексигнала "1" с выхода 1 на выход та Т, поступающий с выходов реверсив+ 1 ч ного счетчика 2, и код точки НЕсли 1.+1 сК то(ввиду того, что =И - Х , поступающий с выходов Т Н ф Х), снова появляется коман сумматора 12. Так как в этот моменти 11 1 да 1 Спуск , но уже на скорости к, Т(Б -Х (т.е. сигнал 1 на выходеВ момент, когда объект (фиг. 2) "Меньше" блока 3 сравнения и есть проходит вниз мимо точки Н 1 точкаК сигнал "1" на выходе элемента ИЛИ 7, отключения двигателя с упреждением то на выходе элемента И 5 появляется при спуске) неравенство Т 1 Б + Х .1 О111осигнал 1 (команда Подъем ) и осусменяется на равенство Т =М + ХК ществляется подъем на скорости 7ои затем вследствие движения - на не- При этом, так как на выходе элемента1равенство Тс Ы + Х , Объект входит ИЛИ-НЕ 1 О имеется сигнал 0 , генео кв зону останова, в которой ЮКТ)Б. ратор 11 оказывается заторможенным. Эта зона характерна тем, что пока 15 При подъеме объекта 1,возврат в объект управления находится в ее пре. зону останова) в момент прохода. миделах, ни на выходе элемента И 4, ни мо точки Ик точка отключения двигана выходе элемента И 5 сигнал "1" не теля с упреждением при подъеме) нера- появляется. Это объясняется тем, венство ТБО -Хк сменяется на рачто в этой зоне Т; = Ба + ХК пРи 20 венство Т = Б о - ХК и затем вслеД 1 с 1 сК и Т;Й, - Х при К + 12 К.ствие движения - на неравенство.о кТаким образом, если объект нахо- ТБ -Х. В результате команда дится в зоне останова, то в виду то- "Подъем" исчезает, так как на выходе го, что ни одна из схем совпадения "Меньше" блока 3 сравнения сигнал на элементах И 4 и 5 не собирается 25. "1"сменяется на "0", С этого момен- независимо от положения распредели- та генератор 11 "заставляет" распре-,Ф теля 8, отсутствует команда на дви- делитель 8 менять свое положение, но жение. пока объект находится в зоне остаЕсли при спуске объект "проскочит" нова, исполнительный орган 9 не оказону останова, т.е. опустится ниже ЗО зывает управляющего воздействия нагочки я то происходит возврат объект управления, т.е. двигатель объекта в зону останова по следующим отключен в этом случае с упреждениемпри подъемеВ момент, когда объект "спустился" Предлагаемое устройство, имея про в зону останова, нет уже команды З стой алгоритм работы, позволяет поми. "С " н т еще команды "Подъем". мо.многоступенчатого останова произСпуск и нет ещВследствие этого наличие сигнала "1" водить реверс перемещения объекта в на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 раз- случае его случайного выбега за пргрешает генератору 11 формировать им- делы эоны останова, а также позво 1 пульсы, поступление которых на так ляет вводить новое задание и во время товый вход распределителя 8 приводит перемещения объекта.11 11к последовательному пробегу сигным ст ойнала 1 на выходах рас1 11пределителя 8 По сравнению с известным устро -0 1 2К К +1, ством, имеющим 2 К реверсивных счетК, К+12 К ээ э) чиков по схеме задания исходных сосЕсли в момент, когда о ъект по тояний предлагаемое устройство имеетЭтолько один реверсивный счетчик. По- какой-то причине все же по инерциивыходит за пределы эоны останова этому схемная реализация комбинат.е. спускается ниже точки г аЙ а ционного сумматораи шифратора наь 8 имеет сигнал ооснове диодной матрицы проще, чем распределитель имеет сигиа ия (2 К - 1) реверсивных1 " на-ом своем выходе реализация ( - ) рев (1 с 2 К) 1 то будет иметь место последо- счетчиков, комму . ркомм тато а кодов и блокао 11 11 " 1 " ы- задания исходных состояний реверсивватдльный "пробег сигнала с выч хода 1 -го на -и вых2 К-" од распредели- ных счетчиков в известном устроисттеля 8. В момент, когда сигнал "1"ве, а следовательно, предлагаемоест ойство является более простым, появится на 2 К-м выходе распределите у рля 8, блок 3 сравнения начинает срав. чем известное.