Устройство для программного управления

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕОНИХРЕСПУВ ЛИК 19) (11) А д) С 05 В 19/4 н тчиОСУДАРСТЩННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОГНРЬНМЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Пермский политехнический институт .(56) .1. Авторское свидетельство СССРМ 960740, кл. С 05 В 19/407, 1981. ИНОГО УПРАВЛЕНИЯ по авт. св. Нф 960740)о ) л и ч а ю щ е е с я тем, .что, сцелью. повышения надежности устройства)в него введены пятый преобразователькод-частота, селектор, задатчик частоты, первый ивторой элементы совпадения,. сумматор, счетчик импульсов,задатчик пути и датчик пути, подключенный выходом к первому входу нервого элемента совпадения, соединенноговыходом со счетным входом счетчикаимпульсов, подключенного сбросовымвходом к первому выходу блока датчиков, а выходом - к первому .входу сум"матора, связанного вторым входом с свыходом задатчика пути, а выходом -с вторым входом первого элемента сов"падения и с первым входом второго эле. мента совпадения, подключенного вторым входом к первому входу блока датчиков, первым выходом - к первому управляющему входу селектора, вторымвыходом - к второму входу блока датчиков и к второму управляющему входу селектора, соединенного информационньпж входами с выходами задатчикачастоты, а выходом - с первым входомпятого преобразователя код-частота,причем выход формирователя импульсовподключен через пятый преобразователькод-частота ко вторым входам первого,второго и третьего преобразователей. Мод-частота,.а второй вход пятогопреобразователя код-частота - к выходу селектора,2, Устройство по и. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок датчиков содермит элемент ИЛИ, подключенный первым входом к выходу датчикаачала замедления и к второму входублока датчиков, вторым входом - кпервому входу блока датчиков, а выходом - к второму выходу блока даков и к второму входутриггера.Изобретение относится к автомати- ческому управлению шахтными подъемными машинами и может быть использовано в цифро-аналоговых и цифровых системах автоматического. управления в 5 качестве программного устройства задания скорости.По основному авт. св. В 960740 известно устройство для программного управления, содержащее последователь О .но соединенные блок ключей, блок задания скорости, блок сравнения, коммутатор и реверсивный счетчик, второй вход которого подключен к первому выходу блока датчиков, а выход " 15 к Второму входу блока сравнения, третий вход которого соединен через первьпТ задатчик с вторым выходом бла. ка датчиков, а второй выход. - с первым входом блока ключей, подклю ченного вторым входом к третьему выходу блока датчиков формирователь импульсов, второй задатчик, первый преобразователь код-частота и последовательно соединенные блок регистров, лог 5 гический блок и второй преобразователь код-частота выход которого нод.)ключен к второму . входу блока. задания скорости, выход которого соединен с первым входом первого преобразо 0 вателя код-частота, подключенного вторым входом к выходу формирователя импульсов и второму входу второго преобразователя код-частота первый вход блока регистров соединен с выходом второго задатчика, второй вход с вторым входом блока ключей, а также третий и четвертый преобразователи код-частота, преобразователь час тота-код и датчик угол поворота-коду 40 соединенный выходом с первым входом третьего преобразователя код-частота, подключенного вторым входом к Выходу формирователя импульсов,. а выходом к первому входу четвертого преобразо. вателя код-частота,. связанного.вторым .входом с выходом реверсивного счетчика, а выходом - с входом.преОбразонателя частота-код Я .Однако в случае несрабатывания по какой-либо причине датчика начала замедления, установленного в стволе шахты, на выходе известного устройст-: ва сохраняется сигнал задания, соответствующий максимальной заданнойско я рости движения подъемной машины, т.е. подъемная машина продолжает двигаться с максимальной скоростью, что приводит к возникновению. аварийной ситуации, срабатыванию соответствующих защитных устройств и снижает надежность работы шахтной подъемной установки в целом.Цель изобретения - повышение надежюсти устройства за счет формирования сигнала, дублирующего работу датчика начала замедления и автоматической корректировки программы движения подьемной машины на участке замедления в аварийных ситуациях,Поставленная цель достигается тем,что в устройство введены пятый преобразователь код-частота, селектор, задатчик частоты, первый и второйэлементы совпадения, сумматор, счетчик импульсов, задатчик пути и датчик пути подключенный ВыхОдОм.кпервому входу первого элемента совпадения, соединенного выходом со счетным входом счетчика.импульсов,подключенного,сбросовым входом к первому выходу бЛОка Датчиков,а.вьиодомк первому входу .сумматора, связанного вторым входом с выходом задатчика пути, а выходом в . с вторым входом первого элемента совпадения и с первым входом второго элемента совпадения, подключенного вторым входом к первому входу блока датчиков, первым выходом - к первому управляющему входу селектора, вторым выходом - к второму .входу блока датчиков и к вто рому управляющему входу селектора, .соединенного информационными входами с выходами задатчика частоты, а.выходом - с первым входом пятого преоб. - разователя код-частота, причем выходформирователя импульсов подключен через пятый преобразователь код-частота к вторым входам первого, второго и третьего преобразователей код-часто" та, а второй, вход пятого преобразователя код-частота - к выходу селектора.Блок датчиков содержит элемент ИЛИ, подключенный первым входом к выходу датчика начала замедления и к второму входу блока датчиков, вторым входом - к первому входу блока датчиков, а выходом - к второму выходу блока датчиков и к второму входу триггера.На фиг. 1 дана блок-схема устройстваф на фиг. 2 - тахограмма устройстваУстройство содержит блок 1 сравнения, состоящий из элементов- 2 сравнения, первый задатчик 3 (уровня13 дъ 2выходного сигнала), состоящий из элементов 4 -4памяти и элементов 51 -5 З совпадения, реверсивный счетчик 6импульсов, блок 7 задания скорости,состоящий из дополнительного реверсивного.счетчика 8 импульсов и дополнительного коммутатора 9,.коммутатор10, первый преобразователь 11 кодчастота, формирователь 12 импульсов,блок 13 датчиков, состоящий из датчиков 141-14 начала замедления,триггера 15, элемента ИЛИ 16, четвер-тыйпреобразователь 17 код-частота,Третий преобразователь 18 код-частота,датчик 19 угол поворота-код, пре.образователь 20.частота-код, блок 21ключей, состоящий из триггеров 221 -225., дополнительных первого 23 и второго 24 сумматоров, блок 25 регистров,содеркащий регистры 261-26 у, второй 20задатчик 27 состоящийиз группызадатчиков 27 -75, величины рывка,второй преобразователь 28 код-частота,логический, блок 29,. состоящий изпервого 30 и втордго 3 1 элементов 25разделения, пятыйпреобразователь 32.код-частота, селектор 33, сумматор:34, счетчик 35 импульсов, задатчик36 пути, датчик 37 пути, первый 38и .второй 39 элементы совпадения, 30задатчик 40 частоты, состоящий изпервого 41 и второго. 42 задатчиковкода.Устройство работает следующим.образом. 4чд криволинейных участков (точки с, 1 и 1 ) определяются числами, вводимыми соответственно элементами 4 -49 . Задатчик частоты 40 через селектор 33 вводит в пятый преобразователь 32 код-частотакод, соответствуюций.с заданной эталонной частоте, определяющей интенсивность работы всего устройства.В исходном состоянии выходное число 11 блока 7 задания скорости ивыход ное число Ра счетчика .6 равны нулю. Триггеры 22 - 22 блока 21 и триггер115 блока 13 находятся в нулевом состоянии. В. блок 1 сравнения введено число с элемента 4 соответствующее. максимальной скорости, а также числа с элементов 44, в .49, задающие соответ- ствующие величины наклонов и величины скоростей, соответствующих началам криволинейных участков тахо- граммы, Схемы совпадения 5.и 53 открыты, а .схема 5 закрыта. Коммутатор 10 подключает счетчик на сложение.Импульсы на вьмоде датчика 37 путиотсутствуют, код числа на выходесчетчика 35 равен нулю. В сумматор34 введен код Й с .задатчика пути,соответствующий точке. срабатываниядублирующего датчика начала замедления, Сигнал равенства кодов на вьиодесумматора 34 отсутствует, на прямомвыходе элемента 39 присутствует логический ноль, на инверсном - логическая единица; Этим сигналом на выходселектора 33 переключается код РФормирователь 12 импульсов видас блока 40, соответствующий оптималь. ет на выходе импульсы с постояннойной тахограмме, Код Мц поступает.начастотой. Блок 13 датчиков выдаетвход преобразователя 32 код-частота, сигналы (фиг. 2) в начале работы4, на другой вход которого поступают им устройства в точке. а, в точке начала 40пульсы частотой 1 с формирователя замедления Ь и в точке стоп.орения р.импульсов, В результаге этог.о на вы- . Второй задатчик 27 осуществляетходе блока .32 формируются импульсы задание величины рывка на участках отчастотойточки а до точки Ь(задатчик 271), отточки с до точки 3 (задатчик 27), от 45 1,и. точкид.о точк.е е (задатчик 271),отточки и ло точки т (задатчик 274), "Е 5 от тачки и до точки(задатчик 27). где 1 - частота импульсов иа выходе Первый задатчик задает максимапьный блока 3,21 уровень выходного сигнала на:участ- эталонная частота формироваЭке от точки е до точки п (элемежг 42) теля 12 импульсов;: уровень дотяжки от точкидо точки " - код числа е.блока 40; р (элемент 4), задает уровни начала Й - числовая емкость сумматора изменения ускорений точекЬ, с 1 1 Е пятого преобразователя 32 (элементы 44, 4 5, 4 б) и определяет 55 .код-частота. наклоны участков этими элементами от Сигнал начала работы. поступает с точки Ъ до точки с, от точки а додатчика 141При этом триггер 221 точки 1, от точки 1 ъ до точки,Ь . Нача. переходит в единичное состояиие и число с элемента 271 - ввода задания через блок 26 - поступает на вход второго преобразователя 28 код-часто. та. Одновременно через сумматор 23 и коммутатор 9 счетчик 8 коммутирует1 ся на сложение. На выходе преобразова- теля 28 формируются импульсы, частота которых пропорциональна входному коду задаваемому с задатчика 271108 1 з- числовая емкость сумматора.второго преобразователя 28 код-частота,1 - эталонная частота ца выходеЭблока 32На выходе блока 7 задания скорости (счетчика реверсивного) число изменяется по закону25Код числа поступает на вход преобразователя 11, на выходе которого формируются импульсы частотой 1, оп З 0 ределяемые выражением11 зэ "1Мс НсИсгде Н - числовая емкость сумматора 35спервого преобразователя 11код-частота . .Число на выходе счетчика 6 изменяется в соответствии с выражением401, и,11 й2 йс,Ксчто соответствует параболическому45 закону изменения тахограммы на первом криволинейном участке К - в (фиг.2),При равенстве 11,и числа, задающего величину наклона участка В - с, с элемента 2 вырабатывается сигнал и переводит триггер 22 в нулевое сос 50 тояние, В результате чего отключается вход второго преобразователя 28 и вход "Сложение" счетчика 8, Число на выходе блока 7 остается на участке 0 -с постоянным и равным 8 (1,), Число на выходе счетчика 6 дпя участка Ъ "с изменяется по вы, ражению что соответствует линейному. законуизменения числа во времени. Величина наклона определяется числом 8вводимым элементом 4 .При равенстве 11 с числом, задаваемым элементом 4;на выходе элемента 2вырабатывается сигнал, и триггер 22переводится в единичное состояние,в результате . чего число с элемента272, задающее величину рывка научастке.с - 3, вводится во второйпреобразователь 28 код-частота выход которого подключается на.вход"Сложение" счетчика 8.Дальнейшая работа устройства приФормировании участков с 3, 3 - 1,1 -еаналогична описанной.При равенстве 11 и числа, задающегсзначение максимальной скорости, сэлемента 42 сигнал "Больше" навыходе элеменга 24 исчезает и вход"Сложение" счетчика 6 коммутаторомО отключается. На выходе счетчика6 хранится постоянное число И =8соответствующее максимальной екорос.ти Формируемой тахограммы. Одновременно элементом 22 триггер 22 переводится в исходное нулевое состояние,Момент начала замедления, точка л(фиг. 2), определяется сигналом с датчика 14 начала замедления, в результате чего триггер 224 переходит вединичное состояние и в преобразователь 28 вводится число с элемента 27,задающее величину рывка на участкеОдновременно триггер 15 переводится в единичное состояние, при этомв элемент 2 . вводится число с элемента 4, задающее величину скорости дотяжки, на выходе элемента 21,появляется сигнал "Меньше" и выходпервого преобразователя 11,подключается через коммутатор 10 на вход"Вычитание" счетчика 6. Одновременноаапираются элементы 5 и 5 и. отпирается элемент 51,Таким образом, начинается формирование участка замедления тахограммы. Порядок переключения элементовустройства при переходе с формирования одного участка тахограммы, другой, обратный периоду разгона. Окончание цикла формирования тахограммы осуществляется подачей снг 1123022нала с датчика 14 стопорения, в ре - зультатечего.триггеры 22 и 15 уста навливаются в нулевое состояние, и все элементы схемы приходят в исходное состояние. Одновременно счетчики 5 8., 6 и 35.устанавливаются в нулевое состояние Схема устройства готова к формированию следующего цикла тахо- граммы.В автоматическом режиме работы подъемной установки рукоятка командоаппарата ручного управления находится в крайнем положении, соответствующем максимальной скорости, При этом на выходе датчика 19 угол поворотакод - максимальное число. Это число: подается на первый вход преобразователя 18, на второй вход которого подана частота с пятого преобразователя 32. В результате этого на выходе 20 третьего преобразователя 18 формируются. импульсы частотой .Ч э25.где 1 - выходная частота третьегопреобразователя 8 код:-частота;- входное число третьего преобразователя 11, поступающего с .датчика. 19;К - числовая емкость сумматоратретьего преобразователя 18код-частота,.Выходная частота третьего преоб- З 5 разователя 18 подается на второй вход преобразователя 17 код-частота, на первый вход которого поступает числосо счетчика 6. Тогда выходная часто та третьего преобразователя 17 опреде 10 лится какЦ ,2 19 Э1+ - - - в И йуМ 2 К 1 К 2 2 )45Ъ,Фгде- выходная частота четвертогопреобразователя 17 код-частота,8 - входное число четвертого пре 2 50образователя 17, поступающее.со счетчика 6;К - числовая емкость сумматорачетвертого преобразователя 17,зКв , - постоянное число.К,Как видно. из. формулы, выходная час 5 тота четвертого преобразователя 17 пропорциональна как выходному числу счетчика 6, так и выходному коду датчика 19. В случае необходимости вмешательства машиниста в программу движения он выводит плавно рукоятку датчика 19 из крайнего положения в требуемое, в результате чего уменьшается число 8,а следовательно, и число на выходе преобразователя 20 частота-код, т.е. число на выходе. устройства, так как преобразователь частота-код имеет линейную характерис тикуйв МЧ 23 МЗ:МЧМ.2 ИЧгде К - коэффициент передачи пре 4ф образователя 20.В период. разгона и при движении с максимальной скоростью элемент 39 формирует сигналы таким образом, что на выход селектора 33 подключается код 1 с блока 40. При срабатывании основного датчика начала замедления, сигнал с этого датчиказапирает элемент 39 и независимо от сигнала на выходе сумматораф 34 сигналы на выходе элемента 39 остаются неизменными. В этом случае замедление проис. ходит по оптимальной тахограмме.С момента начала движения подъемной установки датчик 37 пути начи- . нает. вырабатывать импульсы, следующие через равные промежутки пройденного пути, которые через элемент 38 поступают на счетньп вход счетчика 35. На выходе счетчика 35 накапливается код числа, пропорциональный пройденному пути. Поступая на вход сумматора 34,этот код сравнивается с кодом Ии .в момент их равенства на выходе сумматора 34 .формируется сигнал, который, поступая на вход элемента 38, запирает его, импульсы с датчика 37 на вход счетчика 35 не проходят, в результате чего на выходе счетчика 35 сохраняется число, равное 9, и сигнал равенства с сумматора 34 не исчезает.В аварийной ситуации при несрабатывании по какой-либо причине основ. - ного датчика .142 начала замедления нулевой сигнал с его выхода открывает элемент 39:и нри появлении сигнала с сумматора 34 сигналы на выходах элемента переключаются на противоположные. Сигнал с прямого выхода элемента 39 через элемент 16 поступает на входы триггера 15 и блока21 ключей. В устройстве происходят переключения, аналогичные переключениям при срабатывании датчика 14 .Код М выбирается таким образом, чтобы появление сигнала равенства с сумматора 34 происходило несколько позже срабатывания датчика 14 замедления. В этом случае при несрабатывании датчика 142 период замедления начнется позже точки И , что при оптимальной тахограмме замедления приведет к тому, что к точке стопорения р машина подойдет с большей скоростью, в результате чего может произойти переподъем сосуда и возник., нет аварийная ситуация. Для исключения этого явления при несрабатывании датчика 14 сигналом с сумматора 34 на вйход селектора 33 подключаетсякод Н - М . Код Мпоступает на вход преобразователя 32 код-частота, на выходе которого формируются им" пульсы частотой Э"цЭсгдето - код.на входе преобразоватеМля 32 код-частота, пропорциональный интенсивности работы устройства на участке замедления .Вследствие увеличения интенсив Оности замедления к,точке стопорениямашина подойдет с заданной скоростьюдотягивания В устройстве осуществляется дубли 15 рование датчика начала. замедления скорректировкой периода замедления,что позволяет в конечном итоге иовысить надежность. работы устройства иподъемной установки в целом.20 Предлагаемое устройство может бытьреализовано на типовых блоках унифицированной блочной системы регуляторов дискретной ветви (УБСР-Д),тор Е. Сирохман За оеэ йф лнал ППП"Патент", г. Ужгород,роектна 8139/39ВНИИПИ Госудпо делам113035, Моск Тираж 841 твенного комитита СС обретений и открытий Ж, Раушская наб: