Устройство для управления автоматическими транспортными средствами

-,Пг ТЕНИ исследовательский по органиэации, экоатериально-техническо хозяйства.8)идетельствоГ 15/50, 19ельство СС71,ьство СССРР 15/50,СССР73.Р И 3493 982 (проГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научнои проектный институткомике и технологии мго снабжения сельского(53) 681.3:62 - 52 (088 (56) 1. Авторское св У 468562, кл. 6 о 62. Авторское свидет кл. 6 06 Е 15/50, 193. Авторское свидетел У 1027737, кл. 0 06 тотип),(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯАВТОМАТИЧЕСКИМИ ТРАНСПОРТНЫМИСРЕДСТВАМИ, содержащее задатчик адреса,датчик сигнала останова, реверсивный счетчик, блок задания исходной адресной позиции,отличающееся тем,что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены вычитающий счетчик,генератор прямоутольных импульсов, дешифратор, триггер знака, элементы И, ИЛИ, НЕ и блок индикации, причем выходы задатчика адреса подключены соответственно к установочным входам вычитающего счет. чика, информационные входы которого соединены соответственно с входами первого элемента И, выход которого соединен с входом элемента НЕ и с первыми входами второго, третьего и четвертого элемен.тов И, выход элемента НЕ подключен кпервому входу пятого элемента И, второйвход которого подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, выход пятого элемента .И соединен со счетными входами вычитающего счетчика и реверсивногосчетчика, выходы блока задания исходнойадресной позиции соединены соответственнос установочными входами реверсивного счетчика и с информационными входами блокаиндикации, информационные выходы реверсивного счетчика подключены соответственнок входам дешифратора, первый выход которого соединен с единичным входом григ.гера знака и с вторым входом четвертогоэлемента И, выход которого является выходом останова устройства, выходы второго итретьего элементов И являются соответственно управляющими выходами "Назад" и"Вперед" устройства, единичный выход трит.гера знака подключен к второму входутретьего элемента И и к управляющему входу суммирования реверсивного счетчика, управляющий вход вычитания которого и второй вход второго элемента И совдинены снулевым выходом триггера знака, нулевойвход которого и управляющие входы запи.си вычитающего и реверсивного счетчиковподключены к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого является входом пуска .устройства, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом датчика сигнала останова, Изобретение относится к автоматике и предназначено для управления работой транс. портных средств с многократным адресованием грузов, например автоматическими кранами штабелерами. 5Известно устройство управле 1 птя транспортными средствами, содержащее блок приема и запоминания адреса заданной позиции, блок приема и хранения адреса исходной поэьщии транспорпюго средства; схему сравнения ко дов адресов заданной и исходной адресных позиций с целью определения направления движения и расстояния, определяемого числом адресных позиций, которые должны пройти адресное средсп 1 о, блок управления отработкой заданного перемещения и скоростью транспортного средства с целью точ. ного позиционирования, Сравнение кодов адресов заданной и исходной адресных позиций осуществляется схемой сравнения 1"ОСхема сравнения позволяет определить на. правление движения, ио не дает воэможности управлять скоростью транспортного средства, что, в свою очередь, затрудняет точный останов транспортного средства. 25Известно также устройство для управле. ния транспортными средствами, содержащее блок управления исполнительными механиз. мами, логический блок, блок программы адресования, счетчик, блок прохождения адрес ной позиции, схему И, схему формирования двоичного кода, блок номера исходной ад. ресной позиции, исполнительные механиз. мы 23 .Данное устройство предназначено для управления транспортными средствами, обслужи-35 ваюшимися оператором. Использование его для управления автоматическими транспортными средствами неприемлемо, так как по. следние работают на скоростях перемещения,40 при которых оператору невозможно находип. ся на транспортном средстве, Индикация заданной адресной позиции исключена, так как коммутирую 1 цие перемычки сменной колодки блока программы адресования составляются45 уже с учетом разности исходной и заданной адресных позиций. При этом в счетчик сразу записываются разности исходной и заданной позиций, т,е, число адресных позиций, которое должно пройти транспортное средство. Это число пред. варительно рассчитывается для всех позиций и запаивается с помощью перемычек в сменные колодки, При этом устройство практически невозможно использовать для значительного числа адресных позиций, так как появляется большая библиотека сменных колодок. Из-за возможности индикации местоположения транспортного средства данное устройство нельзя использовать для управления ав.томатическими транспортными средствами,так как оператор, находясь вне транспорт.ного средства, не знает его местоположенияи поэтому неизвестно, какую сменную колодку необходимо поставить в блок программы,Основным недостатком данного устройстваявляется слабая помехозащита. Импульс по.мехи, попав в счетчик, изменяет его содержимое, а это делает невозможным достиже.ние заданной адресной позиции,Кроме того, устройство не может управлять скоростью с целью точного позиционирования. Недостатком устройства являетсяневозможность продолжения движения транспортного средства при кратковременном отключении питающего напряжения, В этомслучае содержимое счетчика изменяется инумеро снова записывать в него необходимую информацию,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее задатчик адреса, блок записи задан.ной адресной позиции, блок сравнения, датчик обработки связи и реверсивный счетчик 31,Однако известное устройство также обладает недостаточной помехозащищенностью.Целью изобретения является повьцнение помехозашищенносп.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее задатчик адреса, датчик сигнала останова, реверсивный счетчик, блок задания исходной адресной позиции, введены вычитающий счетчик, генератор прямоугольных импульсов, депщфратор, триггер знака, элементы И, ИЛИ, НЕ и блок индикации, причем выходы задатчика адреса подключены соответственно к установочным входам вычитающего счетчика, информационные входы которого соединены соответственно с входами первого элемента И, выход которого соединен с входом элемента НЕ и с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов И, выход элемента НЕ подключен к первому входу пятого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, выход пятого элемента И соеди. цен со счетными входами вычитающего счетщка и реверсивного счетчика, выходы блока задания исходной адресной позиции соединены соответственно с установочными вхо. дами реверсивного счетчика и с информациошппми входами блока индикации, инфор. мапионные выходы реверсивного счетчикаподключены соответственно к входам дешифратора, первый выход которого соединен с единичным входом триггера знака и с вторым входом четвертого элемента И, выход которого является выходом останова 5 устройства, выходы второго и третьегоэлементов И являются соответственно управляющими выходами "Назад" и "Вперед" устройства, единичный выход триггера знака подключен к второму входу третьего элемента И и к управляющему входу сум.мирования реверсивного счетчика, управляющий вход вычитания которого и второй вход второго элемента И соединены с нулевым выходом триггера знака, нулевой вход которого и управляющие входы записи вы.читающего и реверсивного счетчиков подключены к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого является входом пуска устройства, второй вход элемента ИЛИ соединен с выхо- З 1 дом датчика сигнала останова.На фиг. 1 представлена схема устройства;на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы работы устройства,25Устройство содержит задатчик 1 адреса,вычитающий счетчик 2, элемент И 3, генератор 4 прямоугольных импульсов, датчик 5сигнала останова, элемент ИЛИ 6, блок 7задания исходной адресной позиции, реверсивный счетчик 8, дешифратор 9, триггер10 знака, элементы И 11 - 13, блок 14 ин.дикации, элемент НЕ 15, элемент И 16.Блок 1 представляет собой набор бесконтактных датчиков. Каждой адресной позициисоответствует строго определенный наборшунтов. Набор может быть составлен, на.пример, в двоичном коде. При прохождениидатчика блока 7 мимо шунта, датчик выда.ет сигнал. При отсутствии шунта сигнал также отсутствует. Наличие шунта соответствует"О". Следовательно, при прохождении транспортным средством каждой адресной позициина выходе блока 7 появляется параллельный 45двоичный код. В качестве датчиков могутиспользоваться индуктивные датчики.Для точного останова транспортного сред.ства у заданной адресной позиции применен датчик 5. Датчик 5 срабатывает в тот момент, когда транспортное средство находится точно на заданной адресной позиции. Друтой функцией датчика 5 является запуск устройразнои ноера заданной позиции и номера исходной адресной позиции с целью определения момента перехода на установочную скорость или останова транспортного средства и определения направления движения, После начала движениявычисления проводятся на каждой адреснойпозиции. В качестве датчика 5 используетсяиндуктивный датчик,Конструктивно блок 7 и датчик 5 связаны между собой так, что при срабатываниидатчика 5 на какой-либо адресной позиции,на выходе блока 7 появляется двоичнътй код,соответствующий данной адресной позиции,определяемый набором шунтов, соответствуяих данной адресной позиции. Шунт датчика5 конструктивно связан с шунтами блока 7.Это необходимо для одновременного срабатывания датчика и блока.На фиг. 2 показан пример, когда задана5-я адресная позиция, а транспортное средство находится на 10-й адресной позиции.На фиг. 3 показан пример, когда задана10-я адресная позиция, а траспортное сред.ство находится на 5-й адресной позиции.Задатчик 1 адреса представляет собой устройство, преобразующее номер заданной адресной позиции, представленный положениями ручек переключателей в десятичной систе.ме исчисления, в параллельный двоично-деся.тичный код. Тип переключателей может бытьразличный, необходимо только, чтобы переключатель имел 10 положений и чтобы все10 положений переключателя были оцифиро.ваны, т.е. каждому положению присвоенацифра от "0" до "9". Эти цифры находятся на самом переключателе или их наносятна панель, на которой закреплены переключатели. Этим достигается индикация заданного адреса.Далее выходы переключателя поступают на входы шифратора. Он преобразует десятичный код в двоично-десятичный. Следовательно, переключатели выполняют функции ввода десятичного кода номера заданной адресной позиции, запоминания его и индикации (положение переключателей) .Индексация адресных позиций происходит в двоичном коде, На входе задатчика 1 адреса код номера заданной позиции представлен двоично-десятичным кодом. Чтобы не использовать дополнительный преобразователь двоично-десятичного кода в двоичный в ка. честве вычитающего счетчика 2 применен счетчик, работающий в двоично-десятичном коде. С помощью вычитающего счетчика 2 и элемента И 3 производятся преобразования двоично-десятичного кода номера заданной адресной позиции в число импульсов, численно равное номеру заданной адресной позиции. Для этого выводы элемента И 3 подключены к инверсным выходам триг. геров вычитающего счетчика 2. Когда вычитающий счетчик 2 находится в нулевомсостоянии, т,е. на всех прямых выходахего триггеров находится логический "О", тона инверсных выходах этих триггеров лахо.дится логическая "1", При этом элементИ 3 срабатывает, на его выходе также по. 5является лоптческая "1". Когда вычитающийсчетчик 2 выведен из нулевогс состояния ина инверсных выходах его триттеров невезде находится лоптческая "1", то на выходе элемента И 3 появляется логическая 10"1". Так как индексация номеров адреснътхпозиций проходит в двоичном коде, то и ре.версивиый счетчик 8 работает также в двоичном коде, Соединенный с ним дешифратор9 также работает в двоичном коде, Когда (5реверсивный счетчик 8 находится в нулевомсостоянии, т,е. на прямых выходах его триггеров находятся логические "О",. то сиг(илпоявляется только на нулевом выходе дешифратора 9 На остальных выходах дешифра. 20тора 9 сигнал отсутствует. Когда в реверсивном счетчике 8 находится код числа иго на выходе П появляется сигнал, а наостальиьж выходах сигнал отсутствует,Для движения транспортного средства в 25определенном направлении необходимо, чтобына выходах устройства присутствовала однаиз команд "Вперед" или "Назад" и отсчт.ствовала команда останова, появление кото.рой прекращает движение транспортного сред- оства,Выход и в дешифраторе 9 необходимдля достижения максимальной точности останова, За определенное число адресных позицийдо задащгой адресной позицщ на выходе де 3.шифратора 9 появляется сигнал, по которомускорость,движения транспортного средствауменьшается до такого значения, при которомвозможен точный останов.4Работа устройства осуществляется следутощим образом.В исходном положении транспортное сред ство находится на какой-либо адресной позиции, номер которой индицируется блоком 14 индикации. С помощью задатчика 1 адреса45 задается номер заданной адресной позиции., дво. ичло-десятичный код которой появляется на выходе задатчика адреса. Элемент И 3 фиксирует нулевое содержание вычитающего счетчика 2, Элемент 12 и И 13 открыты сигналом 0 с выхода элемента И 3. Реверсивный счетчик 8 находится в нулевом состоянии, которое фиксирует дешифратор 9, Он выдает соответствующий сигнал, который проходит через элемент 11, открытый сигналом выхода элемента И 3. При этом вырабатывается команда осталова. По команде пуска, поступающей на элемент ИЛИ 6 и с его выхода на входы записи вычитающего 2 т 1 реверсивного счегп(ков и вход триггера 10 зна. ка, двоично-десятичный код номера заданной адресной позиции с задатп(ка 1 адреса записывает:я в вычитающий счетчик 2, двоицэ(ьй код исходной адресной позиции с блока 7 поступает иа реверсивный счетчик 8, а триггер 10 знака переходит в такое состояние, при котором реверсивный счетчик 8 переводится в режим вычитания. Как только содержимое вычитающего счетчика 2 становится отличным от нуля, на выходе элемента И 3 появляется логический "О", который закрывает элементы И 11, И 12.и И 13. На выходе элемента НЕ 15 появляется логическая "1, которая открывает элемент И 16 и позволяет частоте с генера. тора 4 пройти через открытый элемент И 16 ла счетные входы вычитающего 2 и реверсивного 8 счетчиков. Эта частота, по.падал на счетньп 1 вход вычитающего счетчика 2, уменьшает содержац(ееся там число, представляющее номер заданной адресной позиции, Когда в,вычитанпций счетчик 2 попадает число импульсов, численно равное номеру заданной адресной позиции, то число, содержащееся в нем, становится равным нулю, т.е. число, представляющее номер заданной адресной позиции, записанное в вычитающий счетчик 2 параллельным кодом, вычитают равным ему числом импульсов. Когда содержимое вычитающего счетчика 2 становится равным нулю, то срабатывает элемент И 3 и логическая "1", появившаяся на его выходе нроилвертируется элементом НЕ 15.Логический "0, появившийся на выходе элемента НЕ 15, закрывает элемент И 16.Частота на сго выходе исчезает. Так как ре. версивлый счетчик 8 находится в режиме вычитания, то число, представленное импульсами частоты элемента И 16 и равное номеру заданной адресной позиции, вычитается из числа, записанного в реверсивный счетчик 8 с блока 7.В реверсивном счетчике 8 остается разность номера исходнои адресной позиции и номера заданной адресной позиции. Возмож. нь 1 два случая (номер исходной адресной позиции меньше номера заданчой адресной позиции,ГВ первом случае транспортное средство находится иа 25-ом номере позиции, а задан 10-й номер адресной позиции. При этом вычитающий счетчик 2 записывает число 10 с задатчика 1 адреса, Следовательно, с элемента И 16 пройдет 10 импульсов, прежде чем сработает элемент И 3, Эти импульсы5 1 О 15 попадая в счетчик 2, вычитаются из нахо.дящегося там числа, пока его содержимоене станет равным нулю. Эти же 10 импульсов, поступая в реверсивный счетчик 8,вычитаются из находящегося там числа 25.В результате в реверсивном счетчике 8 остается число 15. После окончания вычислений сигнал с элемента И 3, поступая навходы элементов И 12 и И 13, вызываетсрабатывание элемента И 12, так как надругой его вход попадает сигнал с выходатриггера 10 знака, На выходе элемента И12 формируется команда "Назад". Во втором случае транспортное средство находится на адресной позиции 10, а ему заданаадресная позиция 25. Теперь с задатчика 1адреса в вычитающий счетчик 2 записывается число 25 и с выхода элемента И 16проходит 25 импульсов. В реверсивныйсчетчик 8 записано число 10, из котороговычитается поступающее. число импульсов,т.е. в реверсивном счетчике 8 число уменьшается на 9, 8и т.д. Когда в немокажется число "0", с нулевого выходадешифратора 9 сигнал переводит триггер 10знака в противоположное состояние. а он,в свою очередь, переводит реверсивный счетчик в режим суммирования. Оставшиеся 15импульсов просуммируются и в реверсивном,счетчике 8 окажется записано число "1".После окончания вычислений сигнал с эле.мента И 3, поступая на входы элементовИ 12 и И 13, вызывает срабатывание элемента И 13, так как на его вход воздействует сигнал с выхода триггера 10 знака.На выходе элемента И 13 формируется команда "Вперед". Команда останова исчезаетс момента занесения номера исходной ад.ресной позиции в реверсивный счетчик 8. В реверсивном счетчике 8 находится чис. ло, равное модулю разности номера исходной адресной позиции и номера заданной адресной позиции, При прохождении следуюФщей адресной позиции срабатывает датчик 5 и на вход элемента ИЛИ 6 поступает сигнал С выхода элемента ИЛИ 6 этот сигнал по. падает на вычитающий счетчик 2, реверсивный счетчик 8 и триггер 10 знака. Действие этого сигнала аналогично действию сиг. нала пуска, В вычитающий счетчик 2 записывается номер заданной адресной позиции, если транспортное средство, например, находится на исходной адресной позиции 2, Задается транспортная позиция номер 10, При первом вычислении поступает команда "Назад", Значит, следующая адресная позиция, которую проходит транспортное средство, оказывается адресной позицией 24. 20 25 30 35 40 45 50 55 Код, соответствующий этой адресной позиции, заполняется в реверсивный счетчик 8.После вычисленщ, разность в нем равна 14потом 13, 12 и т,д. Когда до заданной позицииостается л, адресных позиций, срабатывает дешифратор 8 и на выходе устройства появляется команда перехода на установочнуюскорость, Это такое заранее выбранное значение скорости, при котором возможна практически мгновенная остановка транспортногосредства. Когда содержимое реверсивногосчетчика 8 становится равным нулю, срабатывает дешифратор 9, и сигнал с его выхода поступает на элемент И 11,.На другойвход этого элемента после окончания вычис. ления поступает сигнал с выхода элемента И 3. Элемент И 11 срабатывает и 1 соманда останова появляется на выходе устройства. Время, в течение которого происходит вычисление, определяется выбранной частотой и максимальным количеством адресных позиций. Учитывая быстродействие электронного устройства для управления автоматическим транспортным средством, частота генератора 4 выбирается так, чтобы вычисление проходило за такое время, за которое не успевают отреагировать медленно действующие коммутационные устройства, управляющие включением и отключением двигателей транспортного средства, Во время вычислений команды "Назад" или "Вперед" исчезают, так как элементы И 12 н И 13 запираются сигналом с выхода элемента И 3, Команда оста- нова не появляется на выходе элемента И 11, так как в режиме вычислений элемент И 11 закрыт сигналом с выхода элемента И 3, а между вычислениями, когда элемент И 11 открыт сигналом с элемента И 3, открывается элсмент И 11. в случае, когда дешифратор 9 находится в нулевом состоянии после окончания вычислений. При этом появляется команда останова. Кроме того, во время вычислений кратковременно появляется команда перехода на установочную скорость иа выходе дсшифратора 9. Длительность присутствия этой команды определяется периодом следования импульсов генера. тора 4, Это происходит при определении направления движения вперед, При этом число, записанное в реверсивном счетчике 8, уменьшается с частотой, равной частоте следования импульсов генератора 4. При этом команда на выходе и дешифратора 9 появляется при уменьшении числа, записанного в реверсивный счетчик 8, до нуля, а затем, если разность исходной адресной позиции и заданной боль. шееще раз. При этом время, в течение40 которого присутствует команда на выходе П,определяется периодом следования импульсовс генератора 4,Метод, когда используется инерционностьконечных устройств, широко распространен.В предлагаемом устройстве это свойствотакже используется. С учетом сказанноговыбирается и частота генератора 4 импульсов. Например, если частота генератора импульсов равна 1 Мгц, а максимальное количество адресных позиций равняется 100,то необходимое максимальное время длявычисления составляет 0,1 мс. За такое время не успевают срабатывать модные пуско.вые устройства, управляющие работой электрических приводов движения транспортногосредства, Когда же до заданной адресной,позиции Остается действительно И адресныхпозиций, о команда на выходе и/о дешифра.тора 9 появляется и остается до следующейадресной позиции,Предлагаемое устройство надежно в выполнении поставленной задачи, т.е, прибытии к заданной адресной позиции, Если при движении транспортного, средства в устройство управления проходит помеха, то на следующей адресной позиции в реверсивный счетчик 8 записывается правильный код место. положения транспортного средства. С выхода элемента И 16 проходит число импульсов, равное номеру заданной адресной по. зиции и после вычислений в реверсивном счетчике 8 будет снова правильный результат. Если же окажется, что шунты заданной позиции неисправны и номер заданной адресной позиции "пропал"., то транспортное средство двигается от адресной позиции меньше заданной на 1 к адресной позиции больше заданной на 1,но остановка у адресной позиции, отличающейся от заданной, исключена. Положительным свойством устройства яв. ляется то, что начинать движение не обязательно от какой-либо адресной позицв. Если транспортное средство находится междуадресными позициями, то оно начинает дви.гаться в произвольном направлении до ближайшей адресной позиции. Потом в реверсивньтй счетчик 8 записывается исходнаяадресная позиция, После вычисления опреде.лено правильное направление движения итранспортное средство двигается к заданному адресу Этот случай возможен при отключении питающего напряжения, Памятьадреса обеспечивается механическими пере.ключателями задатчика адреса. Фактическиустройство обладает возможностью исправления ошибки,Кроме того, предлагаемое устройство прос.то в использовании, т,е. для практическогопостроения устройства необходимо небольшоеколичество элементов. Это, в свою очередь,приводит к тому, что устройство имеет не.большие габариты и вес, потребляет небольшую мощность. Все это связано с тем, чтоотдельные элементы устройства совмещаютнесколько функций. Вычитающий счетчик 2позволяет преобразовать двоично.десятичныйкод в число импульсов, численно равное за.данной адресной позиции, т.е. исключить преоб.разоваиие в двоичный код. Триггер 10 знакауправляет работой реверсивного счетчика 8 и,кроме того, определяет направление движенияи тд.В предлагаемом устройстве запоминаетсяне путь, который должно пройти транспорт.ное средство, а только направление движения.Преимуществом предлагаемого устройства является возможность сокращения количествасвязей между рассматриваемым устройствоми транспортным средством, так как номерзаданной адресной позиции передается последовательным кодом (числом импульсов).Экономический эффект от использованияизобретения достигается путем повышения производительности транспортного средства. Этопроисходит вследствие повышения скоростидвижения транспортного средства и увеличе.ния надежности адресования, 11018411084 оставитель А. Жереновехред А, Бабинец Корректор Редактор В. Ивано каз 5259 130 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 699.1 ИИПИ Государственного по делам изобретений и 35, Москва, Ж - 35, Раушс