Устройство для программного управления положением объекта

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ОБЪЕКТА содержащее импульсный датчик переме-f щения объекта, блок управления исполнительным механизмом, первый и второй блоки ключей, первый и второй суммирующие счетчики, первый и второй 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 счетным входом к выходу первого ключа, а выходом - к счетному входу первого триггера, счетный вход второго суммирующего счетчика соединен с выходом второго ключа, выход второго суммирутацего счетчика - со счетным входом, второго триггера, а установочный вход второго суммирующего счетчика - с выходом второго блока ключей, подсоединенного управляющим входом к управляющему входу первого ; блока ключей и к установочному вхо;ду устройства, а информационным входом - к информационному входу устройства, выход генератора импульсов подключен к информационному вхо-. ду третьего ключа, выход которого соединен с выходом импульсного датчика перемещения объекта и с информационными входами первого и iBTOpoго ключей, прямые выходы первого и второго триггеров подключены к управляющим входам первого и второго ключей соответственно и через первый элемент И - к управлякицему входу третьего ключа, инверсные выходы первого и второго триггеров соединень соответственно с первым и вторым входами блока управления испол (Л нительным механизмом и с первым и вторым входами второго элемента И, с счетный вход вычитающего счетчика подключен к выходу второго ключа, г а вход установки в О - к запускающему входу устройства и к входам установки в 1 первого и второго СО триггеров, отличающееся DO 9) тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит четвертый ключ, делитель частоты импульсов, элемент ШШ-НЕ, первый и второй преобразователи кода и блок контроля положения объекта по времени, выход генератора импульсов подключен к первому входу блока контроля положения объекта по времени и входу делителя частоты импульсов , выход которого соединен с информационным входом четвертого ключа, выходом соединенного с вторым входом блока контроля положения объекта по времени, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 05 В 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3746061/24-24 (22) 10.05.84 (46) 23.11.85. Бюл. Я- 43 (71) Специальное конструкторское бюро "Кибернетика" с опытным производством Института кибернетики

АН АЗССР (72) О.К.Ханмамедов и И.И.Шваченко (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 746425, кл. G 05 В 19/18, 1977.

Патент США Р 3940675, кл. 318-603, опублик. 1976. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ ОБЪЕКТА . содержащее импульсный датчик переме-, щения объекта, блок управления исполнительным механизмом, первый и второй блоки ключей, первый и второй суммирующие счетчики, первый и второй 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 счетным входом к выходу первого ключа, а выходом - к счетному входу первого триггера, счетный вход второго суммирующего счетчика соединен с выходом второго ключа, выход второго суммирующего счетчика — со счетным входом. второго триггера, а установочный вход второго суммирующего счетчика — с выходом второго блока .ключей, подсоединенного управляющим входом к управляющему входу первого ,:блока ключей и к установочному вхо.ду устройства, а информационным

„„SU„„119 642 А входом — к информационному входу устройства, выход генератора импульсов подключен к информационному вхо-, ду третьего ключа, выход которого соединен с выходом импульсного датчика перемещения объекта и с информационными входами первого и второго ключей, прямые выходы первого и второго триггеров подключены к управляющим входам первого и второго ключей соответственно и через первый элемент И вЂ” к управляющему входу третьего ключа, инверсные выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления исполнительным механизмом и с первым н вторым входами второго элемента И, счетный вход вычитающего счетчика подключен к выходу второго ключа, а вход установки в "О™ — к запускающему входу устройства и к входам, установки в "1" первого и второго триггеров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит четвертый ключ, делитель частоты импульсов, элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй преобразователи кода и блок контроля положения объекта по времени, выход генератора импульсов подключен к первому входу блока контроля положения объекта по времени и входу делителя частоты импульсов, выход которого соединен с информационным входом четвертого ключа, выходом соединенного с вторым входом блока контроля положения объекта по времени, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к

119 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

3642 счетному входу первого триггера, счетный вход второго суммирующего счетч:.ка соединен с выходом второго ключа, выход — со счетным входом второго триггера, прямые выходы первого и второго триггеров подключены к управляющим входам первого и второго ключей соответственно и через первый элемент И вЂ” 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" первого и 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 автоматизации промышленных установок и может быть использовано в позиционных системах управления, предназначенньх для транспортировки объекта управления по заданному адресу.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей .устройства и увеличение надежности

его работы.

На фиг.1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2блок-схема контроля положения объек-. та по времени1 на фиг.3 — блок-схема

15 блока управления исполнительным механизмом; на фиг.4 — блок-схема преобразователя кода; на фиг.5 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит суммирующие е счетчики 1 и, 2 емкостью в М импул1 сов для ввода соответственно числовых величин (адресов) фактического и требуемого положений объекта, первый 3 и второй 4 блоки ключей для ввода числовых величин в счетчики

1 и 2, вычитающий счетчик 5 емкостью в M импульсов для хранения числовой величины (адреса) фактического по- ложения объекта, первый 6 и второй

7 триггеры для определения нулевого состояния соответствующего счетчика 1 и 2, генератор 8 импульсов, импульсный датчик 9 перемещения объекта, третий 10, первый 11, второй

12 ключи, первый элемент И 13, блок

14 управления исполнительным механизмом, второй элемент И 15, четвертый ключ 16, делитель 17 частоты импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 18, первый

19 и второй 20 преобразователи кода, блок 21 контроля положения объекта по времени;

3 11

Блок 21 контроля положения объекта по времени (фиг.2) содержит первый 22 и второй 23 суммирующие счетчики емкостью в N 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 входу первого 22 суммирукнцего 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 входами первого .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

ro 28 ключей соединены с информационными входами первого 26 и второго

27 ключей. Запускающий вход устройства подключен к входам 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 в! и

1 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 первого29 нвторого 30элементов М;, Блок 14 управления исполнительным, механизмом (фиг.3) содержит первый

93642

31 и второй 32 элементы И, первый 33 " и второй 34, ключевые элементы, первую

35 и вторую 36 обмотки реле, группы контактов — первую 37 и вторую 38, 5 соответственно первого 35 и второго

36 реле, первую 39 и вторую 40 обмотки электродвигателей исполнительного механизма. При этом первые входы первого 31 и второго 32 элементов И являются соответственно первым и вторым входами блока 14 управления а их вторые входы соединены между собой и являются третьим входом блока

14, выходы элементов И 31 и 32 подl5 ключены к управлякицим входам ключевых элементов 33 и 34, выходы которых

I подключены к обмоткам реле 35 и 36 соответственно. Обмотки 39 и 40 электродвигателей через контакты 37

20 и 38 соответственно подключены к источнику питания (на чертеже не показан), информационные входы ключей

33 и 34 подключены к источнику питания.

25 Блок-схемы преобразователей кода

19 и -20 одинаковы и содержат (фиг.4) последовательно соединенные дешифратор 4! и шифратор 42, представляющий собой дизъюнктивную программируемую

ЗО 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.

В исходном состоянии устройства триггеры 6, 7 и 25, 24 и счетчики

1, 2 и 23, 22 находятся в нулевом состоянии, счетчик 5 хранит числовую величину (адрес) фактического положения, ключи 10, 11, 12 и 27, 28 ° .

26 закрыты сигналами с прямых выходов триггеров 6, 7 и 25, 24 соответственно, с инверсных выходов которых через элементы И 15 и 30 подается единичный потенциал на входы элемен5О та ИЛИ-НЕ 18 и на его выходе устанавливается нулевой потенциал, и с выхода элемента ИЛИ-HE 18 подается. запрет на включение четвертого ключа 16 и блока 14 управления исполни55 тельным механизмом.

На управляющие входы блоков 3 и 4 подается команда "Установка", по которой в счетчик 1 заносится число-.

11936

1О

При срабатывании триггеров 6 и 24 на выходе элементов И 13 и 15 и эле5 вая 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 шифратора 42, соединенных с катодами этих диодов устанавливаются сигналы единичного уровня, представляющие собой распределенный двоичный код времени перемещения объекта от нача- 20 ла отсчета (нулевого адреса) до фактического и требуемого положений объ-, I екта соответственно. При этом считается, что эти времена заранее известны и большему значению адреса соответ-25 ствует 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 "0", 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- р дов триггеров соответственно 6, 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, счетный вход которого соединен со счетным входом счетчика 2. При накоплении, например, счетчиком 1(22)

M(N) импульсов срабатывает соответствующий триггер 6(24), который через 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- пившего И(Ы) импульсов.

42 Ь ментов 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 6 поступает единичный сигнал, а на первый вход элемента И 31 также поступает единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ

18, поэгому 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 M импульсов. Если датчик

9 работает без сбоев, то при накоплении M 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 "0", 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 N 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 8 потому что на выходе элементов И 31 вают элемент И 32, ключ 34, реле 36, и 32 устанавливаются нулевые потен- группа контактов 38, обмотка 40 и циалы, обмотки реле 35 и 36 обесто- объект управления перемещается, наI чены и обмотки электродвигателей 39 пример назад. .и 40 отключены от источника питания.

Аналогично во втором случае, если счетчик 2 (23) накопил И(Н) импульсов, то срабатывает триггер 7(25), а в блоке 14 последовательно срабаты 1193б42

Фиг.2

Фиг.З ииррал р 4, Г

1193642

Выход генератора д

Ваяад даачика 9

Вьиод ключа 70

Оыхад ключа 11

Выход ключа 12

Выход счетчика 1

8ыиЯ счепкика Я брод Ä Ïó "

"Рама выход шриггрра

ПРЯиой быход mpuzzepu

Юыхоо зюченпа и 13

Выход элеменпа И 15

Вь!ха6 делителя 17 доход киоча Ю

Выход элемента

ИЮ НЕ Д

Первый 6ылод «олока 21

Впаяй доход дюка 21

Составитель А. Исправникова

Редактор В.Иванова ТехредМ.Пароцай . Корректор О.Луговая

Заказ 7313/50 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент"., r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4