Устройство для программного управления объектом с к ступенчатым остановом

1 128710Изобретение относится к автоматизации 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 в системах управления перемещением кислородной фурмы в 10 конверторах.Целью изобретения является упрощение переналадки устройства,На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - зоны действия команд управления устройства К-ступенчатого останова.(Устройство содержит датчик 1 перемещения, подключенный к реверсивному счетчику 2 импульсов, сумматор 3, соединенный первым и вторым входами соответственно с выходами реверсивного счетчика 2 и. блока 4 ввода, первый 5 и второй 6 элементы И, под ключенные первыми входами соответственно к инверсному и прямому выходам переноса сумматора 3, вторыми входами - к управляющему выходу блока 4 ввода, а выходам - к соответствующим управляющим входам исполнительного блока 7. Прямые и инверсные выходы ш младших разрядов сумматора 3 подключены соответственно к адресным входам первого 8 и второго 9 .блоков памяти. Вход выборки второго блока 9 памяти, связанной с одним входом третьего элемента И 1 О, соединен с выходом первого элемента И-НЕ 11,подключенного входами к прямым выходам 4 р и-п старших разрядов сумматора 3 и к его инверсному выходу переноса. Вход выборки первого блока 8 памяти, связанный с другим входом третьего элемента И 10, соединен с выходом второго. элемента И-НЕ 12, подключенного входами к инверсным выходам и-ш старших разрядов сумматора 3 и к его прямому выходу переноса. Выход третьего элемента И 10 и попарно объединенные одноименные выходы блоков памяти 8 и 9 подключены к соответствующим информационным входам исполнительного блока.В качестве импульсного датчика 1 перемещения может быть использован любой известный датчик со схемой формирования импульсов на шинах (+) и 8 2(-) в зависимости от направления перемещения объекта.Сумматор 3 представляет собой любой из известных сумматоров комбинационного типа и выполняет непрерывное вычисление кода рассогласования Т-Мо Это обеспечивается тему что на одни входы сумматора 3 код текущего положения объекта Т поступает с выходов реверсивного счетчика 2 импульсов в прямом двоичном коде, а на другие входы сумматора 3 код заданной точки останова Н поступает с информационных выходов блока 4 ввода в обратном двоичном коде, В случае несовпадения координат Т и Б знак несовпадения и направление перемещения объекта определяются единичным уровнем сигналов переноса Р и Р сумматора 3,Если Т ) М (объект находится выше точки останова), единичный сигналприсутствует на прямом выходе переноса Р, при этом на прямых информационных выходах Я, Я сумматора 3 код рассогласования Т, представлен прямым двоичным кодом - 1 .Если Т с Н,(объект находится ниже точки останова), единичный сигнал присутствует на инверсном выходе пе ьреноса Р, а код рассогласования Т-Н, представлен прямым двоичным кодом на инверсных информационных выходах Я, Б сумматора 3. В качестве блоков 8 и 9 памяти могут использоваться как ППЗУ - однократно программируемые пользователем при помощи плавких перемычек ПЗУ (например, 155 РЕЗ, РКР 556 РТ 4), так и РПЗУ - репрограммируемые ПЗУ, допускающие неоднократное стирание и запись информации (например, К 573 РФ 1, К 573 РФ 2), Каждой дискретной координате участка тормозного пути соответствует определенная ячейка ПЗУ с записанным в нее словом, определяющим значение скорости, с которой объект должен проходить данную координату, причем значение скорости однозначно зависит от того, в каком разряде слова записана "1" ("1" в первом разряде слова соответствует первой скорости Ч "1" во втором разряде - второй скорости Ч и т.д.). В блоке 8 записана программа торможения для пуска объекта, т.е, для случая, когда ТэМ (объект находится вьппе точки останова), а в блоке 9 записана08 4ны торможения определяется единичным сигналом на выходе элемента И 1 О, а скорость перемещения объекта на участке торможения определяется номером выхода блоков 8 или 9, на котором присутствует "1".Устройство работает следующим образом.Объект неподвижен и находится, например, в точке Т (фиг.2) при этом содержимое реверсивного счетчика 2 ододнозначно соответствует коду текущего положения объекта (коду точки Т ),Задание точки останова (ввод программы) пока еще не производилось,т.е. как на информационных, так и на управляющем выходах блока 4 ввода присутствуют 0 , На управляющие и информационные входы исполнительного блока 7 поступают "О", т.е. на объект управления никакого воздействия не оказывают, Затем производится ввод программ. Код задаваемой точки оста- нова И , представленный обратным двоичным кодом (инверсное значение И ), поступает с информационных выходов блока 4 ввода на сумматор 3, где вычисляется расстояние Т-И . Так как объект расположен выше точки останова (Т ) И ), то единичный сигнал формируется на прямом выходе переноса Р сумматора 3, при этом на его прямых информационных выходах Я Я рассогласование Т-И представлено прямым двоичным кодом "-1".Если Т-И,)Х (объект находится вне эоны максимально возможного участка торможения), то при появлении единичного сигнала на управляющем выходе блока 4 ввода, последовавшем за вводом программы, имеем команду "Спуск" на скорости (сигнал "1" присутствует на выходе элемента И 6 и на выходе элемента И 10), при этом выборка программ торможения, записанных в блоках 8 и 9 запрещена.Спуск на скорости 7," будет производитьсядо тех пор, пока Т-И тХ. В момент прохода объектом точки И = =И + Х (границЫ зоны максимального возможного тормозного пути) нулевым сигналом с выхода элемента И-НЕ 12 разрешается работа блока 8 с записанной в нем программой торможения при спуске объекта. Исполнительный блок 7 (например, привод) выдает соответствующее управляющее воздействие на объект управления, если на выходе элемента 50 И 5 (или на выходе элемента И 6) будет присутствовать "1" (это является для вертикального перемещения объекта командой "Подъем" или соответственно командой Спуск ) и ес ли сигнал "1" будет присутствоватьна одном из информационных входов исполнительного блока 7, при этом скорость Ч перемещения объекта вне. зоз 12871 программа торможения для подъема объекта, т.е, для случая, когда ТИ (объект находится ниже точки оста- нова). Выборка соответствующего элемента ПЗУ осуществляется при достижении объектом границы максимально возможного участка торможения Х (фиг.2), определяемого младшими разрядами, когда рассогласования Т-И, . Это обеспечивается тем, что, например Ю при спуске объекта и достижении границы участка торможения Х=2 , на инверсных выходах старших разрядов сумматора 3 и на его прямом выходе переноса присутствуют ч 1". При этом со бирается схема совпадения на элементе И-НЕ 12 и нулевым сигналом с его выхода разрешается работа блока 8 памяти, на адресные входы которого код рассогласования (Т-И, ), представлен ный прямым двоичным кодом "-1", поступает с прямых выходов ш младших разрядов сумматора 3. При подъеме объекта и достижении участка торможения Х=2 собирается схема совпадения на элементе И-НЕ 11 и разрешается работа блока 9, на адресные входы которого код рассогласования (Т-И, ),представленный прямым двоичным кодом, поступает с инверсных выходов младших 30 разрядов сумматора 3.Используя, например, ППЗУ типа 166 РЕЗ, можно организовать 8-ступенчатое торможение объекта с максимальной длиной тормозного пути, равной 35 32 дискретным позициям, а при исйользовании РПЗУ типа К 573 РФ 2 - 8 -ступенчатое торможение объекта с максимальйой длиной тормозного пути, равной 2048 дискретным позициям. При необходимости увеличения тормозного пути или числа ступеней торможения можно использовать параллельное включение двух и более соответствующих микросхем ПЗУ. ,45 Так как в рассматриваемом случаетребуемый тормозной путь Хр меньшемаксимально возможного тормозного пу 5 1287108ти Х, (фиг.2), то участок пути отточки Б до точки Н объект должен1пройти с прежней скоростью Ч, Это1достигается тем, что в ячейках блока 8, соответствующих каждой дискретной координате участка пути отН до Б,; "1" записана в первом разряде слова, благодаря чему при последовательной выборке этих ячеек ш младшими разрядами кода рассогласованияТ-М, единичный сигнал будет постоянно присутствовать на первом выходеблока 8, и следовательно объект будет продолжать спуск на скорости Ч,При достижении точки И, (порогаснижения скорости) объект автоматически переходит на пониженную скоростьЧ, с которой осуществляется егодальнейший спуск до точки Б, .Это обеспечивается тем, что вячейках блок 8, соответствующих каждой дискретной координате участка тормозного пути Х, - Х (от точки И, доточки Ы ), "1" записана во вторых25разрядах и следовательно при прохождении объектом данного участка путии сопровождаемой при этом последовательной выборке указанных ячеек ПЗУединичный сигнал будет постоянно присутствовать на втором выходе блока8, поддерживая тем самым скоростьобъекта Ч .При достижении точки Ю происходитавтоматический переход на скоростьЧ и т,д. 35В момент, когда объект будет(фиг.2) проходить вниз мимо точкиИ (точки отключения двигателя с упреждением при спуске), управляющеевоздействие с объекта снимается.Объект вошел в зону останова. Эта зона характерна тем, что пока объектуправления находится в ее пределах,ни на одном из информационных входовисполнительного блока 7 "1" не появится. Это обеспечивается тем, чтов ячейках блоков 8 и 9, соответствующих каждой дискретной координатеучастков Хи Хзоны останова,не записана и, следовательно, при последовательной выборке этих ячеек врезультате выбега объекта ни на одномиз выходов блоков 8 и 9 "1" не появляется. При подъеме объекта (возврат в 5 зону останова) в момент прохождениямимо точки Б, (точка отключения двигателя с упреждением при подъеме) управляющее воздействие с объекта снимается. И пока объект находится в 50 зоне останова, исполнительный блок 7не оказывает управляющего воздействия на объект управления, т,е. двигатель отключен в этом случае с упреждением при подъеме.55 Предлагаемое устройство, имеяпростой алгоритм работы, позволяетпомимо многоступенчатого останова производить реверс перемещения объектав случае его случайного выбега за Таким образом, если объект находится в зоне останова, то ввиду того, что ни на одном из информационных входов исполнительного блока 7 "1 Г не появляется, отсутствует команда на движение.Если при спуске объект "проскочит" зону останова, т,е. спустится ниже точки 11 , происходит возврат объекта в зону останова по следующим причинам.Когда объект за счет выбега опускается ниже точки останова Н , то команда Спуск меняется на команду Подъем , так как Т ( М и единичныйосигнал формируется уже на инверсном выходе переноса Р сумматора 3, Одновременно собирается схема совпадения на элементе И-НЕ 11 и нулевым сигналом с его выхода разрешается работа блока 9 с записанной в нем программой торможения при подъеме объекта. Но пока объект еще находится в зоне останова (на участке от точки Б до точки Х ), единичный сигнал ни на одном из выходов блока 9 не появляется, так как в его ячейках соответствующих каждой дискретной координате этого участка "1", не запи - сана и исполнительный блок 7 не оказывает управляющего воздействия на объект управления.Если объект по какой-то причине все же вышел за пределы зоны останова (т.е. опустился ниже точки И ) то кодом рассогласования Т-Н снимаемым с инверсных выходов сумматора 3, выбираются ячейки блока 9, соответствующие дискретным координатам участка тормозного пути Х - Х , расположенного ниже точки И , в которых ЕДИНИЦА записана в последнем (К-м) разряде. Так как в этот момент "1" присутствует на выходе Р сумматора 3, то осуществляется подъем на скорости Чпределы зоны останова, а также позволяет вводить новое задание и во время перемещения объекта, при этом время выбора направления и скорости перемещения объекта в нем сведено к минимуму, так как определяется лишь собственным временем (переключения) задержки логических элементов схемы и не превышает десятки нс. Предлагаемое устройство по сравнению с про тотипом отличается простотой технической реализации, так как не требует К-устойчивого элемента (распределителя импульсов) и управляемого генератора тактовых импульсов, что, в свою очередь, повышает надежность его работы. Кроме того, в случае изменения программы торможения микросхему ПЗУ легко можно заменить другой с новой программой. Благодаря этому возможна оперативная перестройка программы торможения, для чего устройство может снабжаться комплектом микросхем ПЗУ с записанными в них программами для различных случаев торможения и перестройка сводится к замене одних микросхем ПЗУ другими, которые устанавливаются в соответствующие панельки платы устройства.Формула изобретенияУстройство для программного управления объектом с К-ступенчатым оста- новом, содержащее датчик перемещения, 35 первый и второй выходы которого подключены к первому и второму входам счетчика импульсов, выход которогоподключен к первому входу сумматора,вторые входы которого подключены кпервым выходам блока ввода, вторыевыходы которого соединены с первымивходами первого и второго элементовИ, вторые входы которых соединены спервым и вторым выходами сумматорасоответственно, а выходы - с первыми вторым входами исполнительногоблока соответственно, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения переналадки устройства, в неговведены первый и второй элементы И-НЕ,третий элемент И, а также первый ивторой блоки памяти, подключенныепервыми входами к третьим и четвертымвыходам сумматора, пятые и шестые выходы которого соединены с первымивходами первого и второго элементовИ-НЕ соответственно, выходы первогоэлемента И-НЕ соединены с первым входом третьего элемента И и со вторымвходом первого элемента памяти, выходы которого объединены поразряднос соответствующими выходами второгоблока памяти и соединены с третьимивходами исполнительного блока, четвертый вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второйвход которого соединен со вторым входом второго блока памяти и с выходомвторого элемента И-НЕ, второй входкоторого соединен со вторым выходомсумматора, первый выход которого соединен со вторым входом первого элемента И-НЕ.1287108 г ректор И.Муска Подписного комитета СССР и открытииаушская наб., д.4 Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектна Составитель О.ОльшанскиРедактор К.Волощук Техред Л.Сердюкова 715/50 Тираж 862 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж