Система управления автоматического напольного электротранспорта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 9) (1 СПУ 1 4 Н 02 Р 5 ЗОБРЕТЕНДЕТЕЛЬСТВ У ОПИ ТОРСКОМУ СВИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Центральное проектно-конструкторское и технологическое бюро Министерства легкой промьппленности ЛатвССР(56) Патент США В 3512601,кл. 180-98, 1970.Авторское свидетельство СССР Мф 1032579, кл. Н 02 Р 5/06, 1982. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО НАПОЛЬНОГО ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТА(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления автоматическими (без водителя) напольными транспортными средствами. Повышение надежности системы обеспечивается принудительным выводом транспортного средства с рабочего участка трассы- ориентира в тупик при отказах транзисторов преобразователя тягового электропривода. Принудительный вывод транспортного средства осуществляется автоматически при срабатывании схемы контроля отказов транзисторов преобразователя или по сигналу оператора при нажатии кнопки "Тупик", Принудительный вывод осуществляется с любого места рабочего участка трассы после формирования команды "Отказ" посредством системы управления. Ж В случае использования нескольких транспортных средств предупреждается создание препятствия на трассеориентире для неповрежденных транспортных средств. 4 з.п. ф-лы. 4 ил. фИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления автоматическими (без водителя) напольными транспортными средствами.Целью изобретения является повышение надежности.На фиг.1 представлена схема предлагаемой системы управления автоматического напольного электротранспорта; на фиг.2 - схема блока адресования переходов; на фиг,3 - схемаблока адресования остановок, на фиг.4 - схема блока контроля отказов коммутирующих транзисторов тяговогоэлектродвигателя.Система управления автоматичес"кого напольного электротранспорта содержит электродвигатель 1 постоянного тока, блок 2 управления,импульсный преобразователь 3 напряжения, соединенные через выводы 4,5и контакт 6 пускового контактора систочником питания - аккумуляторнойбатареей 7. Блок 8 формированиякоманд "Пуск-останов" выходом соединен .с входом блока 2 управления тягового электродвигателя 1 и с входом блока 9 управления пусковым контактором, блок 10 адресования остановок входом соединен с элементом 11 считывания команд "Остановка", блок12 адресования переходов входами соединен с элементами считывания 13 и14 команд "Прямой переход" и "Обратный переход". Формирователи сигналов 15 и 16 "Сброс" и "Конец пути" входами соединены соответственно с элементами 17 и 18 считываниякоманд "Сброс" и "Конец пути". Другие выводы элементов считывания 11,13, 14, 17 и 18 команд "Остановка","Прямой переход", "Обратный переход", "Сброс" и "Конец пути" соединены между собой и общей цепью источника питания 7. Автоматизированный сервопривод 19 рулевого управления содержит серводвигатель 20,два датчика положения 21 и 22 транспортного средства относительно трассы-ориентира и блок 23 управления. Блок 24 контроля отказов коммутирующих транзисторов 25 входом связан с базовыми цепями коммутирующихтранзисторов 25. Система управления автоматического напольного электротранспорта содержит также два КЗ-триггера 26 и 5 О 15 20 25 30 35 40 27, два элемента И-НЕ 28 и 29, триэлемента ИЛИ 30, 31 и 32, элементИ 33, переключатель 34 циклическогои разового режимов обхода трассыориентира, кнопку 35 адресованиятранспортного средства в тупик.Выход формирователя сигнала 15 соединен с К"входами триггеров 26 и 27,Б-вход триггера 26 соединен с выходом формирователя сигнала 16 "Конецпути" и первым входом элемента И-НЕ 28.а Я-вход триггера 27 - с выводомкнопки 35 адресования транспортногосредства в тупик. Один вход элемента И 33 соединен с прямым выходомтриггера 26, первый вход элемента ИЛИ 30 соединен с выходом элемента И-НЕ 28, второй вход которого соединен с переключателем 34 циклического и разового режимов обхода трассы-ориентира. Вход элемента ИЛИ 31соединен с выходом элемента И-НЕ 29и вторыми входами элемента ИЛИ 30 иэлемента И 33, второй вход элемента ИЛИ 31 соединен с выходом блока10 адресования остановок. Первыйвход элемента И-НЕ 29 соединен с инверсным выходом триггера 27, а второй вход элемента И-НЕ 29 соединенс выходом блока 24 контроля отказов.Выход элемента И 33 соединен с входом элемента ИЛИ 32, второй вход которого соединен с выходом блока 12адресования переходов, а выход - суправляющим входом блока 23 управления сервопривода 19. Выход элемента ИЛИ 30 соединен с одним входомблока 8 формирования команд Пускостанов", второй вход которого соединен с вторым входом блока 2 управления тяговым электродвигателем 1 ис вМходом элемента ИЛИ 31. Блок 8 формирования крманд "Пуск- останов" состоит из КБ-триггера 36, . элемента И 37 и одновибратора 38, причем Я-вход триггера 36 соединен с первым входным выводом блока 8 фор. мирования команд "Пуск-останов", а К-вход триггера 36 соединен с цепью сигнала начального "Пуска". Инверсный выход КЗ-триггера 36 соединен с одним входом элемента И 37, другой вход которого соединен с выходом одновибратора 38,. вход одновибратора 38 соединен с вторым входным выводом блока 8 формирования команд "Пуск- останов". Выход элемента И 37 соеди 1274102Блок 24 контроля рующих транзисторов схемы сравнения 50, зисторного делителя отказов коммути25 состоит изтриггера 51, ре 52,53 и резистонен с выходным выводом блока 8 формирования команд "Пуск-останов".Блок 12 адресования переходов состоит из двух формирователей сигналов 39 и 40, КЯ-триггера 41, устройства 5 42 счета переходов, устройства 43 контактного кодирования переходов и устройства 44 сравнения, выполненного на селекторе-мультиплексоре,причем вход первого формирователя 39 сигналов соединен с входным выводом блока 12 адресования переходов для подачи сигнала прямого перехода, а вход второго Формирователя 40 сигналов соединен с другим входным вы водом блока 12 адресования переходов для подачи сигнала обратного перехода, Выход формирователя 39 сигналов соединен с Б-входом триггера 41, выход формирователя 40 сиг налов соединен с К-входом триггера 41, прямой выход которого соединен с входом устройства 42 счета переходов, а инверсный - с входом устройства 44 сравнения. Другие входы устройства 44 сравнения соединены с выходами устройства 42 счета переходов и устройства 43 контактного кодирования переходов, выход устройства 44 сравнения соединен с выход ным выводом блока 12 адресования переходов.Блок 10 адресования остановок состоит из формирователя сигналов 45, делителя на два 46, устройства 47 счета остановок, устройства 48 контактного кодирования остановок,устройства 49 сравнения, выполненного на селекторе-мультиплексоре. Вход формирователя сигналов 45 соединен що с входным выводом блока адресования остановок, выход формирователя сигналов 45 соединен с входом делителя на два 46, инверсный выход которого соединен с входом устройства 47 сче- д та остановок, а прямой - с входом устройства 49 сравнения, Другие входы устройства 49 сравнения соединены с выходами устройства 47 счета остановок и устройства 48 контактного о кодирования остановок. Выход устройства 49 сравнения соединен с выходным выводом блока 10 адресования остановок. ра 54, причем один из входов схемы сравнения 50 соединен с управляющим входом блока 24 контроля отказов коммутирующих транзисторов 25 и с одним выводом резистора 54, другой вывод резистора 54 соединен с общей цепью 5 источника питания 7,Второй вход схемы сравнения 50 соединен со средней точкой резисторного делителя напряжения 52, 53, крайние выводы резисторного делителя напряжения 52, 53 подключены к источнику питания 7, выход схемы сравнения 50 подсоединен к одному входу триггера 51,другой вход триггера 5 1 соединен с цепью сигнала начальный "Пуск", а выход триггера 51 соединен с выходным выводом блока 24 контроля отказов коммутирующих транзисторов 25.Импульсный преобразователь 3 напряжения содержит параллельно включенные коммутирующие транзисторы 25. В якорной цепи тягового электродвигателя 1 включен датчик тока 55 для осуществления обратной связи по току.В цепи обратной связи по скорости тягового электродвигателя 1 подключен тахогенератор 56.1Система работает следующим образом.Перед выходом на трассу-ориентир в автоматическом режиме система управления кодируется по необходимым остановкам и переходам маршрута,например, с помощью тумблеров и кнопок в блоках адресования 10 и 12, которыми оператор задает требуемый мар-, шрут со всеми переходами и остановками еНепосредственно перед выходом на маршрут система обнуляется от кодированного ориентира "Сброс" через элемент считывания 17 "Сброс" формирователя сигнала сброса 15. Первоначальный пуск электротранспорта по трассе осуществляется подачей диспетчером-оператором, например, посредством кнопки на пульте сигнала "Пуск" на вход блока 8 формирования команд "Пуск-останов". Далее в процессе обхода маршрута перед каждой остановкой и перекодом от соответствующих кодированных ориентиров срабатывают элементы считывания остановок 1 1 и переходов 13, 14. Сигналы от этих элементов формируются, подсчитываются и срав 12745ниваются в устройстве сравнения информации (например селекторе-мультиплексоре) с заданными устройствамикодирования маршрута,При совпадении очередного кодированного ориентира с номером требуемой остановки с выхода блока 10адресования остановок через элемент ИЛИ 31 поступает управляющийсигнал (положительный перепад напряжения) на блок 8 формирования команд "Пуск-останов" и блок 2 управления тяговым электродвигателем 1,которые осуществляют перевод транспортного средства на малую скорость. 5Непосредственно на требуемом местеостановки элемент 11 считывания остановок срабатывает от очередногокодирующего ориентира еще раз,и управляющий сигнал (отрицательный перепад напряжения) с выхода блока 10приводит к остановке транспортногосредства блоком 2 управления тяговым электродвигателем 1 и запускуодновибратора 38. По истечении заранее программируемого времени выстоя, требуемого на операции погруз"ки-выгрузки, транспортное средствотрогается с места и следует далее потребуемому маршруту. 30 Аналогично происходит работа блока 12 адресования переходов. Присовпадении очередного кодированногоориентира с номером требуемого перехода сигнал с элемента 13 считыванияпрямого перехода формируется и подсчитывается счетчиком и после сравнения с выхода блока 12 адресованияпереходов через элемент ИЛИ 32 поступает управляющий сигнал (положительный перепад напряжения) на блок23 управления серводвигателем, который переключает датчики положения 21 и 22 для перехода на трассуориентир, питаемую током другойчастоты, При возврате на основнуючастоту срабатывает элемент 14 считывания обратного перехода и системавозвращается на основную трассуориентир,В рабочем режиме - при движениитранспортного средства по маршруту (после осуществления сброса элементом 17) - состояние элементов на 55фиг.1 следующее: логический "0" присутствует на выходах элементов 12,16, 26, 33, 32, 10, 29 и 31, логи 102ческая "1" присутствует на выходах элементов 28, 30, 27, 24, 50 и 51,Устройства 43 и 48 кодирования остановок и переходов построены на тумблерах, расположенных на щитке управления транспортного средства, причем включенные тумблеры определяют порядковые номера остановок и переходов, которые должны отрабатываться при прохождении трассы. При этом через включенные тумблеры сигналы логической "1" поступают на соответствующие входы устройства 44 и 49 сравнения, построенных на микросхемах селектор-мультиплексор.При этом на входах элемента И-НЕ 29 присутствуют сигналы логической "1", а на выходе - логического "0",который разрешает прохождение сигналов остановок с блока 10 через элемент ИЛИ 31 на блок 8 и сигнала "Конец пути" с формирователя сигналов 16 и элемента И-НЕ 28 через элемент ИЛИ 30 на блок 8, а также запрещает прохождение этого сигнала с формирователя сигналов 16 и КБ- триггера 26 через элемент И 33 на элемент ИЛИ 32 и блок 23 управления сервоприводом 19. Таким образом,периодические управляющие сигналы (положительной полярности), поступающие с выходов блоков 10 и 12 при прохождении транспортным средством кодированных ориентиров "Остановки" и "Переходы" проходят соответственно через элементы ИЛИ 31 и 32 на соответствующие блоки 2,8 и 23, формирующие следующие команды: при поступлении положительного перепада напряжения с выхода элемента ИЛИ 31 на вход блока 2- команду "Малая скорость", воздействующую через импульсный преобразователь 3 на тяговый электродвигатель 1; при поступлении отрицательного перепада напряжения с выхода элемента ИЛИ 31 на вход одновибратора 38 - команду Автоматическая остановка", воздействующую через элемент И 37 и блок управления пусковым контактором на контакт 6, обесточивающий двигатели 1 и 20, при поступлении сигнала логическая "1" с блока 12 через элемент ИЛИ 32 на блок 23 - команду "Переход", воздействующую на датчи ки 21, 22 и серводвигатель 20.При приходе на конец маршрута от соответствующего кодированного1274102 30 7ориентира срабатывает элемент 18 считывания "Конец пути" и, если переключатель 34 режимов обхода трассы находится в положении "1" раз", т.е. разомкнут, сигнал логической 5 "1", поступающий с выхода формирователя сигналов 16, инвертируется. элементом И-НЕ 28 и проходит через элемент ИЛИ 30 на триггер 26, формирующий команду "Стоп в конце пу О ти",воздействующую через элемент И 37 на блок управления пусковым контактором и контакт 6.Если переключатель 34 находится в положении "Циклы", т.е. замкнут, 5 сигнал с формирователя сигналов 16 не проходит через элемент И-НЕ 28 и транспортное средство, не останавливаясь, продолжает движение по заданному маршруту повторно. 20При отказе заданного делителем 52, 53 на неинвертирующем входе схемы сравнения 50 числа коммутирующих транзисторов 25 напряжение на инвертирующем входе схемы сравнения 50, поступающее с импульсного преобразователя 3, превысит опорное напряжение и на входе схемы сравнения, 50 появляется сигнал "Отказ" - логического "0", опрокидывающий .триггер 51 в состояние логического "0".Сигнал "Отказ" с выхода блока 24 поступает на вход элемента И-НЕ 29, формирующего логическую 1 которая запрещает прохождение управляющих сигналов Остановки" с блока 1 О через элемент ИЛИ 3.1 и сигнала "Конец пути" с формирователя сигналов 16 и элемента И-НЕ 28 через элемент 40 ИЛИ 30, а также разрешает прохождение этого сигнала с формирователя сигналов 16 и КБ-триггера 26 (лог, "1") через элементы И 33 и ИЛИ 32 на блок 23 управления сервопривода 19, формирующий команду "Переход" для перехода транспортного средства в тупиковую ветвь трассы-ориентира за счет переключения датчиков 21, 22 и коррекции работы серводвигателя 20.50 С выхода, элемент 31 ИЛИ сигнал логической "1".подается на блок 2 управления тяговым электродвигателем, формирующий команду Малая скорость",55 воздействующую через импульсный преобразователь 3 напряжения на тяговый электродвигатель Триггер 36 и одновибратор 38 в блоке 8 заблокированы элементами ИЛИ 30 и 31. Аналогично система срабатывает при нажатии кнопки 35 "Тупик".Переключатель 34 циклического и разового режимов служит для циклического или одноразового прохождения транспортным средством заданного маршрута, и при принудительном выводе транспортного средства положение переключателя 34 не влияет на про.хождение команды Отказ благодаря введенному элементу ИЛИ 30.Принудительный вывод транспортного средства с рабочего участка трассы-ориентира осуществляется автоматически при срабатывании блока 24 контроля отказов импульсного преобразователя 3 тягового электродвигателя 1 или по сигналу оператора при нажатии кнопки 35 "Тупик", Так как принудительный вывод должен осуществляться с любого места рабочего участка трассы, то после формирова-, ния команды "Отказ" вывод осуществляется посредством системы управления, при этом участвуют в работе следукнцие блоки и элементы системы управления: блок 24 контроля отказов или кнопка 35 "Тупик" с КЯ-триггером 27, элемент И-НЕ 29, элемент считывания 18 "Конец пути", формирователь сигналов 16, триггер 26,элементы И 33 и ИЛИ 32, блок управления 23 серводвигателем, датчики положения 21, 22, серводвигатель 20, а также элемент ИЛИ 31, блок управления 2 тягового электродвигателя 1, импульсный преобразователь 3 напряжения, тяговый электродвигатель 1 и аккумуляторная батарея 7. Элемент считывания 17 "Сброс" с формирователем сигнала сброса 15 предназначены для предварительной установки триггеров 26 и 27 в исходное состояниеЭлементы ИЛИ 30 и 31 предназначены для блокировки сигналов "Стоп в конце пути" и "автоматические остановки", поступающих на входы блока 8.Таким образом, при отказе коммутирующих транзисторов преобразователя, приводящем к снижению надежности системы (и возникновению опасности полной потери работоспособности тяговым электродвигателем), система обеспечивает автоматический принудительный вывод транспортного средства с9 12741 рабочего участка трассы-ориентира в тупик, Тем самым повышается надежность системы за счет предотвращения дальнейшей эксплуатации транспортного средства с отказом в преобразователе тягового электродвигателя, которая может привести к полно. му.выходу из строя преобразователя и транспортного средства в целом. Расширяются функциональные возможности 10 транспортного средства за счет обеспечения возможности автоматическогопринудительного вывода транспортного средства в тупик по сигналу оператора нажатием кнопки "Тупик" на 15 пульте управления. В случае использования транспортного автоматического средства в составе автоматической транспортной системы (с несколькими транспортными средствами) в ряд 20 случае предупреждается создание препятствия на трассе-ориентире для прохождения других транспортных средств, причем транспортное средство с отказом преобразователя автоматически адресуется и уходит в тупик, приспособленный для проведения ремонтно-восстановительных работ,что особенно целесообразно при эксплуатации автоматических систем, не тре бующих постоянного обслуживания.Формула изобретения1Система управления автоматического напольного электротранспорта, содержащая электродвигатель постоянного тока, блок управления, импульсный преобразователь напряжения с параллельно включенными коммутирующими транзисторами, соединенные через контакт пускового контактора с выводами источника питания, блок формирования команд "Пуск-останов", выходом соединенный с входом блока управления тягового электродвигателя и входом блока управления пусковым контактором, блок адресования остановок, входом соединенный с элементом считывания команд "Остановка", блок адресования переходов, входами соединенный с элементами считывания команд "Прямой переход" и "Обратный переход", формирователи сигналов "Сброс" и "Конец пути",вхо дами соединенные соответственно с элементами считывания команд "Сброс" и "Конец пути", причем другие выводы 02 10элементов считывания команд "Остановка", "Прямой переход", "Обратный переход", "Сброс" и "Конец пути" соединены между собой и общей цепью источника питания, автоматизированный сервопривод рулевого управления с серводвигателем, с двумя датчиками положения транспортного средства относительно трассы-ориентира и блоком управления, а также блок контроля отказов коммутирующих транзисторов, входом связанный с базовыми цепями коммутирующих транзисторов, о т л и- ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, в нее дополнительно введены два КБ-триггера, два элемента И-НЕ, три элемента ИЛИ,элемент И, переключатель циклического и разового режимов обхода трассы- ориентира, кнопка адресования транспортного средства в тупик, причем выход формирователя сигнала "Сброс" соединен с К-входами триггеров, Б-вход первого триггера - с выходом формирователя сигнала "Конец пути" и первым входом первого элемента И-НЕ, а Я-вход второго триггера - с выводом кнопки адресования транспортного средства в тупик, один вход элемента И - с прямым выходом первого триггера, один вход первого элемента ИЛИ - с выходом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с переключателем циклического и разового режимов обхода трассы-ориентира, один вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И-НЕ и вторыми входами первого элемента ИЛИ и элемента И, другой вход второго элемента ИЛИ - с выходом блока адресования остановок, один вход второго элемента И-НЕ - с инверсным выходом второго триггера, а другой вход второго элемента И-НЕ - с выходом блока контроля отказов, выход элемента И - с входом третьего элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом блока адресования переходов, а выход - с управляющим входом блока управления сервопривода, выход первого элемента ИЛИ соединен с одним входом блока формирования команд "Пуск-останов", другой вход которогосоединен с другим входом блока управления тяговым электродвигателем и выходом второго элемента ИЛИ.2. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок формирова 1274102 12ния команд "Пуск-останов" состоитиз КБ-триггера, элемента И и одновибратора, причем Б-вход триггерасоединен с первым входным выводомблока формирования команд "Пуск-останов", инверсный выход КБ-триггерас одним входом элемента И, другойвход которого соединен с выходом одновибратора, вход одновибратора соединен с третьим входным выво Одом блока формирования командПуск - останов, а выход элемента И - с выходным выводомблока формирования команд "Пускостанов". 15 3. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок адресования переходов состоит из двух формирователей сигналов, КБ-триггера, уст ройства счета переходов устройства контактного кодирования переходов и устройства сравнения, выполненного на селекторе-мультиплексоре, причем вход первого формирователя сигналов 25 соединен с первым входным выводом блока адресования переходов, вход второго формирователя сигналов - с вторым входным выводом блока адресования переходов, выход первого фор- Зо мирователя сигналов соединен с Б-входом триггера, выход второго формирователя сигналов - с К-входом триггера, прямой выход которого соединен с входом устройства счета переходов, а инверсный - с входом устройства сравнения, другие входы устройства сравнения соединены с выходами устройства счета переходов и контактного кодирования переходов, выход уст О ройства сравнеия - с выходным выводом блока адресования переходов. 4. Система по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок адресова,ния остановок состоит из формирователя сигналов, делителя на два, устройства счета остановок, устройства контактного кодирования остановок, устройства сравнения, выполненного на селекторе-мультиплексоре, причем вход формирователя сигналов соединен с входным выводом блока адресования остановок, выход формирователя сигналов - с входом делителя на два, инверсный выход которого соединен с входом устройства счета остановок,а прямой - с входом устройства сравнения, другие входы которого соединены с выходами устройства счета остановок и контактного кодирования остановок, выход устройства сравнения соединен с выходным выводом блока адресования остановок.5. Система по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок контроля отказов коммутирующих транзисторов состоит иэ схемы сравнения, тригге- ра, резисторного делителя и резистора, причем один вход схемы сравнения соединен с управляющим входом блока контроля отказов коммутирующих транзисторов и с одним выводом резистора, другой вывод которого соединен с общей цепью источника питания, другой вход схемы сравнения соединен с средней точкой делителя напряжения, крайние выводы делителя напряжения подключены к источнику питания, выход схемы сравнения подсоединен к одному входу триггера, выход которого соединен с выходным выводом блока контроля отказов коммутирующих транзисторов, а другой вход триггера - с цепью сигнала начальный "Пуск".1274102 Фис. иг. 8 Фи. РоаковаР Корректор Л. Па оставительехРед В.Кад Редакт а Заказ 6487/ ВНИИПИ ЭО изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектнаектная 4 Тираж 6 Государс делам изо Москва, Ж Подписноеенного комитета СССРетений и открытий