Устройство для программного управления положением объекта

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИН а) 4 С 05 В 19/18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Специальное конструкторскоебюро "Кибернетика" с опытным производством Института кибернетикиАН АЗССР(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ОБЪЕКТАсодержащее импульсный датчик переме-,щения объекта, блок управления исполнительным механизмом, первый ивторой блоки ключей, первый и второй суммирующие счетчики, первый ивторой триггеры, генератор импульсов, первый и второй элементы И,первый, второй и третий ключи и вычитающий счетчик, выход которого через первый блок ключей соединен с установочным входом первого суммирующего счетчика, подключенного счетнымвходом к выходу первого ключа, авыходом - к счетному входу первоготриггера, счетный вход второго суммирующего счетчика соединен с выходом второго ключа, выход второгосуммирующего счетчика - со счетнымвходом. второго триггера, а установочный вход второго суммирующегосчетчика - с выходом второго блока.ключей, подсоединенного управляющимвходом к управляющему входу первого;блока ключей и к установочному входу устройства, а информационным 80119 642 А входом - к информационному входуустройства, выход генератора импульсов подключен к информационному вхо-,ду третьего ключа, выход которогосоединен с выходом импульсного датчика перемещения объекта и с информационными входами первого и второго ключей, прямые выходы первого ивторого триггеров подключены к управляющим входам первого и второго ключей соответственно и через первыйэлемент И - к управляющему входутретьего ключа, инверсные выходыпервого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления исполнительным механизмом и с первым нвторым входами второго элемента И,счетный вход вычитающего счетчикаподключен к выходу второго ключа,а вход установки в "0" - к запускающему входу устройства и к входамустановки в "1" первого и второготриггеров, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оносодержит четвертый ключ, делительчастоты импульсов, элемент ИЛИ-НЕ,первый и второй преобразователи кодаи блок контроля положения объектапо времени, выход генератора импульсов подключен к первому входу блокаконтроля положения объекта по времени и входу делителя частоты импульсов, выход которого соединен с информационным входом четвертого ключа,выходом соединенного с вторым входомблока контроля положения объекта повремени, третий и четвертый входыкоторого подключены соответственно к119 выходам первого и второго преобразователей кода, соединенных входами соответственно с выходами первого и второго блоков ключей, первый и второй входы элемента ИЛИ-НЕ подключены соответственно к выходу первого элемента И и к первому выходу блока контроля положения объекта по времени, соединенного вторым выходом с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ, четвертый вход которого подключен к выходу второго элемента И, выход элемента ИЛИНЕ соединен с третьим входом блока управления исполнительным механизмом и управляющим входом четвертого ключа, пятый вход блока контроля положения объекта по времени подключен к запускающему входу устройства. 2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок контроля положения объекта по времени содер" жит первый и второй суммирующие счетчики, первый, второй и третий ключи, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И, счетный вход первого суммирующего счетчика подключен к выходу первого ключа, а выход - к 3642счетному входу первого триггера, счетный вход второго суммирующего счетч:.ка соединен с выходом второго ключа, выход - со счетным входом второго триггера, прямые выходы пер вого и второго триггеров подключены к управляющим входам первого и второго ключей соответственно и через первый элемент И - к управляющему входу третьего ключа, выход третьего ключа соединен с информационными входами первого и второго ключей, инверсные выходы первого и второго триггеров подключены к входам второго элемента И, причем установочные входы сум" мирующих счетчиков являются соответственно третьим и четвертым входами блока контроля положения объекта по времени, пятый вход которого является входом установки в "1" первогои второго триггеров, а информационные входы третьего и второго ключей являются соответственно первым и вторым входами блока контроля положения объекта по времени, первым и вторым выходами которого являются соответственно выходы первого и второго элементов И.Изобретение относится к области автоматизациипромышленных установок и может быть использовано в позиционных системах управления, предназначенньх для транспортировки объекта управления по заданному адресу,Целью изобретения является расши. рение функциональных возможностей ,устройства и увеличение надежности его работы. 0 На фиг.1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2- блок-схема контроля положения объек-. та по времени 1 на фиг.3 - блок-схема15 блока управления исполнительным механизмом; на фиг.4 - блок-схема преобразователя кода; на фиг.5 - временная диаграмма работы устройства.20Устройство содержит суммирующие Фсчетчики 1 и, 2 емкостью в И импульс сов для ввода соответственно числовых величин адресов) фактическогои требуемого положений объекта, первый 3 и второй 4 блоки ключей дляввода числовых величин в счетчики1 и 2, вычитающий счетчик 5 емкостьюв М импульсов для хранения числовойвеличины (адреса) фактического по-ложения объекта, первый 6 и второй7 триггеры для определения нулевогосостояния соответствующего счетчика 1 и 2, генератор 8 импульсов,импульсный датчик 9 перемещения объекта, третий 10, первый 11, второй12 ключи, первый элемент И 13, блок14 управления исполнительным механизмом, второй элемент И 15, четвертый ключ 16, делитель 17 частотыимпульсов, элемент ИЛИ-НЕ 18, первый19 и второй 20 преобразователи кода,блок 21 контроля положения объектапо времени;3 11Блок 21 контроля положения объек- та по времени (фиг,2) содержит первый 22 и второй 23 суммирующие счетчики емкостью в И импульсов для ввода соответственно числовых величин времени перемещения объекта от начала отсчета (нулевого адреса) до фактического и требуемого положений объекта, первый 24 и второй 25 триггеры для определения нулевого состояния соответственно счетчиков 22 и 23, первый 26, второй 27 и третий 28 ключи, первый 29 и второй 30 элементы И. При этом выход первого 19 преобразователя кода подключен к установочному входупервого 22 суммирующего счетчика, подключенного счетным входом к выходу первого 26 ключа, а выход - к счетному входу первого 24 триггера, Счетный вход второго 23 суммирующего счетчика соединен с выходом второго 27 ключа, выход - со счетным входом второго 25 триггера, а установочный вход - с выходом второго 20 преобразователя кода. Выход генератора 8 импульсов подключен к информационному входу третьего ключа 28. Прямые выходы первого 24 и второго 25 триггеров соединены с управляющими входаии пер. вого .26 и второго 27 ключей соответ; ственно и через первый элемент И 29. с управляющим входом третьего ключа 28. Выход первого элемента И 29 соединен с вторым входом элемента ИЛИНЕ 18. Выходы четвертого 16 и третье го 28 ключей соединены с информационными входами первого 26 ивторого 27 ключей, Запускающий вход устройства подключен к входаи установки в "1".первого 24 и второго 25 триггеров, Инверсные выходы первого 24 и второго 25 триггеров подключены через второй 30 элемент И к третьему входу элемента ИЛИ-НЕ 18. Установочные входы суммирующих счетчиков 22 н 23 являются соответственно третьим и четвертым входами блока 21, пятый вход которого является входом установки в г и1 первого 24 и второго 25 триггеров, а информационные входы третьего 28 и .второго 27 ключей являются соответственно первым и вторым входами блока 21, первый и вторым выходами которого являются соответственно выходы первого 29 нвторого 30 элементов И;,Блок 14 управления исполнительным, механизмом (фиг.3) содержит первый 93642431 и второй 32 элементы И, первый 3 "и второй 34, ключевые элементы, первую35 и вторую 36 обмотки реле, группыконтактов - первую 37 и вторую 38, 5 соответственно первого 35 и второго36 реле, первую 39 и вторую 40 обмотки электродвигателей исполнительного механизма. При этом первые входы первого 31 и второго 32 элемен тов И являются соответственно первыми вторым входами блока 14 управленияа их вторые входы соединены междусобой и являются третьим входом блока14, выходы элементов И 31 и 32 под ключены к управлякицим входам ключевых элементов 33 и 34, выходы которыхподключены к обмоткам реле 35 и 36соответственно. Обмотки 39 и 40электродвигателей через контакты 37 20 и 38 соответственно подключены к источнику питания (на чертеже не показан), информационные входы ключей33 и 34 подключены к источнику питания.25 Блок-схемы преобразователей кода19 и 20 одинаковы и содержат (фиг.4)последовательно соединенные дешифратор 4 и шифратор 42, представляющийсобой дизъюнктивную программируемую З 0 логическую матрицу, содержащую набор диодов 43 и нагрузочных резисторов 44. Входы дешифратора 41 являются входами преобразователя 19 кода, выходами которого являются выходы пРогРаммиРуемой логической матрицы 42.Устройство работает следующим образом.1В исходном состоянии устройства 0 триггеры 6, 7 и 25, 24 и счетчики1, 2 и 23, 22 находятся в нулевомсостоянии, счетчик 5 хранит числовуювеличину (адрес) фактического положения, ключи 10, 11, 12 и 27, 28. ф 5 26 закрыты сигналами с прямых выходов триггеров 6, 7 и 25, 24 соответственно, с инверсных выходов которыхчерез элементы И 15 и 30 подаетсяединичный потенциал на входы элемен та ИЛИ-НЕ 18 и на его выходе устанавливается нулевой потенциал, и свыхода элемента ИЛИ-НЕ 18 подается.запрет на включение четвертого ключа 16 и блока 14 управления исполни тельным механизмом.На управляющие входы блоков 3 и 4подается команда "Установка", покоторой в счетчик 1 заносится число".11936 1 О При срабатывании триггеров 6 и 24на выходе элементов И 13 и 15 и эле 3вая величина (адрес) в двоичном коде, хранимая счетчиком 5, а в счетчик 2 - числовая величина (адрес) требуемого положения и поданная на входы блока 4, Адреса фактического и требуемого положений объекта поступают также на входы соответственно первого 19 и второго 20 преобразователей кодов, при этом на соответствующем выходе дешифратора 41 появляется единичный сигнал, который поступает на вход шифратора 42, что приводит к открытию тех диодов 43, аноды которых подключены к этому входу и на соответствующих выходах 15 шифратора 42, соединенных с катодами этих диодов устанавливаются сигналы единичного уровня, представляющие собой распределенный двоичный код времени перемещения объекта от нача ла отсчета (нулевого адреса) до фактического и требуемого положений объ-, екта соответственно. При этом считается, что эти времена заранее известны и большему значению адреса соответствует большее значение промежутка времени, которые заносятся в шифрато" ре 42 путем программирования в виде различных комбинаций диодов 43. С выходов преобразователей 19 и 20 кодов 30 двоичный код поступает на третий (счетчик 22) и четвертый (счетчик 23) входы блока 21 соответственно. После этого подается команда "Пуск", по которой вычитающий счетчик 5 сбрасывается в "О", а триггеры 6, 7 и 25, 24, устанавливаются в единичное состояние, при этом-на управляющие входы ключей 10, 11, 12 и 27, 28, 26 подается сигнал разрешения с прямых выхо О дов триггеров соответственно б, 7 и 25, 24, Генератор 8 через ключи 10, 11, 12 и 27, 28, 26 подает импульсы иа счетные входы счетчиков соответственно 1, 2 и 23, 22 и на счетчик 5, 45 счетный вход которого соединен со счетным входом счетчика 2. При накоплении, например, счетчиком 1(22) М(Н) импульсов срабатывает соответствующий триггер 6(24), который через 5 О элемент И 13 (29) прекращает подачу импульсов через ключ 10(28) на счетные входы счетчиков и выдает сигнал запрета на управляющий вход ключа 11 (26) на входе счетчика 1(22) нако.5 пившего М(Ы) импульсов. 42 Ьментов И 29 (первый выход блока 21) и 30 (второй выход блока 21) устанавли:.аются нулевые потенциалы, которые являются разрешающими сигналами для элемента ИЛИ-НЕ 18, и на его выходе устанавливается единичный потенциал и с его выхода подается сигнал разрешения на управляющие входы блока 14 и ключа 16, на второй вход логического элемента И 31 с инверсного выхода триггера б поступает единичный сигнал, а на первый вход элемента И 31 также поступает единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 18, поэтому на выходе элемента И 31 появляется единичный сигнал, ключ 33 открывается и подключает источник питания к обмотке реле 35, у которого при срабатывании группа контактов 37 подключает обмотку 39 электродвигателя к источнику питания, что приводит к включению исполнительного механизма и объект управления перемещается, например, вперед. При перемешении объекта датчик 9 подает импульсы на ключ 12, а с выхода делителя 17 частоты импульсы с периодом следования, пропорциональным единице времени, поступают на ключи 16, 27, Импульсы счета, пропорциональные перемещению объекта, подаются через ключ 12 на счетчик 2, который еще не накопил М импульсов. Если датчик 9 работает без сбоев, то при накоплении М импульсов счетчиком 2 срабатывает соединенный с его выходом триггер 7 и через элемент И 15 подается сигнал на четвертый вход элемента ИЛИ-НЕ 18, который устанавливается в "О", поэтому ключ 16 закрывается, а блок 14 отключает исполнительный механизм, потому что на выходе элементов И 31 и 32 устанавливаются нулевые потенциалы, ключи 33 и 34 закрыты и обмотки реле 35 и 36 обесточены, а обмотки электродвигателей 39 и 40 отключены от источника питания. Если датчик 9 работает со сбоями или вышел из строя, то по истечении промежутка времени, необходимого объекту для перемещения из фактического в требуемое положение, накопляет Н импульсов счетчик 23, срабатывает соединенный с его выходом триггер 25, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 18 устанавливается нулевой сигнал, закрывается ключ 16 и блок 14 отключает исполнительный механизм,Временная диаграмма работы устройства. (фиг.5) приведена для случая,когда сначала срабатывает счетчик 1,т.е. для первого случая,7 1193642 8потому что на выходе элементов И 31 вают элемент И 32, ключ 34, реле 36,и 32 устанавливаются нулевые потен- группа контактов 38, обмотка 40 ициалы, обмотки реле 35 и 36 обесто- объект управления перемещается, на 1чены и обмотки электродвигателей 39 пример назад.и 40 отключены от источника питания.Аналогично во втором случае, еслисчетчик 2 (23) накопил И(Н) импульсов, то срабатывает триггер. 7(25),а в блоке 14 последовательно срабаты1193642 Оыхад ключа Выход ключа Ю счетчика цИ счетцика Я%ход делителя 7 ирак доход йоко В г Составитель А.ИсправниковаРедактор В.Иванова ТехредМ,Пароцай Корректо уговая Заказ 7313/50ВНИИПИ Тираж 862осударствеам изобретсква, Жго ком по дел113035, М ушс илиал ППП "Патент" г.ужгород, ул.Проектная,Выход генератора дВааад датчика 9Вьцод ключа 70 бхоо Пуск"Прямой быкод триггера Пряиой быход яригмра7Выход зючента и ГЗВыход элеменаю и 75 йлод ккча ЮВыход элементаию не 18Пер 5 ый былод двое Подписноеитета СССРкрытийя наб., д.4/5