Многоканальное устройство для управления заполнением емкостей Советский патент 1983 года по МПК G05B19/18 G05B19/02 

выход которого подключен к входам четвертого элемента ИЛИ, вход устройства соединен с первыми входами блока выбора уровней обслуживания, блока счета уровней обслуживания и с пятыми входами всех блоков формирования уровней обслуживания, выход второго элемента И подключен к шестым входам всех блоков формирования уровней обслуживания.

V

. 2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок выбора уровней обслуживания и блок счета уровня обслуживания содержат последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, регистр сдвига, элемент задержки и второй элемент ИЛИ, подключенный выходом к второму входу регистра сдвига, второй вход втррого элемента ИЛИ соединен с входом устройства, а входы первого элемента ИЛИ соединены с первыми входами блока, вторые входы которого подключены к вторым выходам регистра сдвига.

1

Изобретение относится к дискретной технике и может быть использовано в устройствах,управления обслуживанием объектов в промышленности, а также в сельском хозяйстве на внутрихозяйственных оросительных системах для автоматического управления поливом.

Известно устройство для программного управления потоком жидкости и сыпучих сред, в котором постановка на обслуживание осуществляется при условии, что сигналы-заявки на обслуживание одновременно не возникают С1 1

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для программного управления загрузкой бункеров, содержащее блоки: входной, промежуточный, оконечный, которые все, кроме входного, являются итеративными, имеющими идентичные входы, выходы и функциональные взаимосвязи по числу загружаемых бункеров С2 Ц.

Известное устройство при его использовании для управления обслужизаниеу объектов обладает следущим: недостатком: оно обслуживает последовательно по жесткому циклу (слева напра,во,, либо справа налево) незаполненные емкости. Ставится под заполнение первая по циклу из свободных емкостей , а после ее заполнения - вторая и т.д. При такой постановке под заполнение не принимается во внимание время, затраченное на ожидание обслуживания каждой освободившейся емкости, и может возникнуть ситуация, когда за время заполнения одной из емкостей, например, перед свободной емкостью, занимающей положение в конце цикла, освобождается емкость, расположенная по циклу обслуживания впереди нее, в результате чего постановка на обслуживание ранее освободившейся емкости будет происходит в более поздние сроки, что вызывает недозволенные простои при ожидании обслуживания, а также ухудшает эксплуатационные характеристики

Устройство при управлении потоком жидкости также будет обладать указанными недостатками,так как оно работает по заранее заданной жесткой

20 циклической последовательности, кроме того, одновременном возникновении сигн лов-заявок на обслуживание в запйгл будет происходить сбой.

25 Предлагаемое устройство свободно от указанного недостатка, так как в нем используется циклический принцип подачи сигналов-заявок на об служивание,

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное.устрой.ство для управления заполнением

35 емкостей, содержащее nycKOBoff блок, первыми входами соединенный с первыми выходами итеративных ячеек уп31равления обслуживанием объектов каждого из и каналов управления, а первыми выходами - с первым входом первой ячейки, вторыми выходами - с вто рыми входами всех итеративных ячеек управления обслуживанием объектов, второй вход пускового блока подключен к вторым выходам итеративных ячеек, а третий вход первой итеративной ячейки управления обслуживанием объектов соединен с выходом И-и ячейки, введены блок выбора уровня обслуживания, блок счета уровня обслуживания и в каждый канал управления - первый элемент задержки, первы элемент ИЛИ,п блоков формирования уровней обслуживания и последовател но соединенные второй элемент ИЛИ, первый элемент И и второй элемент за держки, последовательно соединенные третий элемент ИЛИ и усилитель, а также последовательно соединенные четвертый элемент ИЛИ и второй элемент И, соединенный выходом с первыми входами h блоков формирования уровней обслуживания, вторым входом с третьим выходом итеративной ячейки управления обслуживания данного канала и через первый элемент задержки - с первым входом первого эл мента ИЛИ, подключенной вторым входом к второму выходу итеративной яч ки данного канала, а выходом - к пе вому входу итеративной ячейки следу юи|.его канала, выходы вторых элементов задержки каждого канала подключены к вторым входам блока выбора уровня обслуживания, вторые и треть входы блоков формирования уровней обслуживания каждого соединены с выходами блоков выбора уровней обслуживания и блоков счета уро ней обслуживания соответственно-j вы ход первого элемента И подключен к четвертому входу блока формиервания уровней обслуживания, вход второго элемента ИЛИ - к четвертому входу итеративной ячейки данного канала,, входы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с первым и вторым выходами блоков формирования уровней обслуживания, выход второго элемента ИЛИ подключен к четвертому входу итеративной ячейки данного канала, входы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с первым и вторым вы.ходами блоков формирования уровней обслуживания соответственно, третий выход которого подключен к вхо4дам четвертого элемента ИЛИ, вход устройства соединен с первыми входами блока выбора уровней обслуживания, блока счета уровней обслуживания и с пятыми входами всех блоков формирования уровней обслуживания,, выход второго элемента И подключен к шестым входам всех блоков формирования уровней обслуживания. Кроме того, блок выбора уровней обслуживания и блок счета уровня обслуживания содержит последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, регистр сдвига, элемент задержки i второй элемент ИЛИ, подключенный выходом к второму входу регистра сдвига, второй вхор второго элемента ИЛИ соединен с входом устройства, а входы первого элемента ИЛИ соединены с первыми входами блока, вторые вхо|ДЫ которого подключены к вторым выходам регистра сдвига. На чертеже представлена блочнофункциональная схема предлагаемого . многоканального устройства для управления заполнением емкостей. Устройство состоит из следующих блоков и элементов: пусковой блок Ig, итеративные ячейки управления s обслуживанием объекта 1.-1,, блоки логического объединения ., блоки памяти 3;,3(,, блоки формирования сигналов ., блоки формирования соответственно (l-n)-ro уровней обслуживания ,. блок 6 счета уровня обслуживания, блок 7 выбора уровня обслуживания, входная шина 8, элементы ИЛИ 9, Ю, регистры сдвига 11 и 12, триггер 13 первого уровня памяти блока 5 i элемент ИЛИ 1, элемент ИЛИ-НЕ 15-18, элемент ИЛИ 19, датчик 20 состояния загруженности объекта, элемент ИЛИ-НЕ 21, элементы ИЛИ 22, 23, элемент И 2, элемент ИЛИ 25, усилитель 26 элемент ИЛИ 27, элемент И 28, элемент ИЛИ 29, элементы ИЛИ-НЕ 30,31 , усилитель 32, реле 33, исполнительный механизм 3, элемент 35 задержки, элемент ИЛИНЕ 36, датчик 37 положения исполнительного механизма, элемент 38 задержки, элементы ИЛИ-НЕ дат- чик k2 наличия материала в транспоотирующем канале, элемент ИЛИ-НЕ 3, элемент И t, элемент 5 задержки, элемент И 6, элемент ИЛИ 7 элементы ИЛИ-НЕ 8-50, исполнительные механизмы 51, 53, привода транспортирующего канала, исполнительные механизмы 52, 56 привода погрузки материала в транспортирующий канал, усилитель 5, элемент ИЛИ-НЕ 55 реле 57 времени, усилитель 58, элемент ИЛИ-НЕ 59 реле времени 60, 6Т элементы 62, 63 предупредительной сигнализаци1(,элементы 6А, 65 задержки, ключ 66, элемент ИЛИ 67.

Входная шина 8 служит для подачи на ней сигнала предварительной установки устройства .в исходное состояние после подключения его к источнику питания.

, Пусковой блок 10 .обеспечивающий работу устройства в режиме циклического поиска объекта на обслуживание, содержит элементы предупредительной сигнализации 62, 63, исполнительные механизмы привода транспортирующего канала 51, 53, исполнительные механизмы привода погрузки материала в транспортирующий канал 52, 5б,- реле .времени 57 60, 61 обеспечивающие включение и отключение исполнительных механизмов 51i 52, 53, 56 в определенной временной последовательности в соответствии с технологическими требованиями. Итеративные блоки управления обслуживанием объекта полностью идентичны и взаимозаменяемы и имеют одинаковые функциональные взаимосвязи. Каждый из блоков содержит элементы ИЛИ-НЕ 15, 1б, 17. 18. 21, 30, 31, 36, 39, 0, 1, 43, элемент задержки 38. усилитель 32, реле 33, исполнительный механизм З, а также датчик 20 состояния загруженности объекта, имеющий два выхода прямой и инверсный. При заполненном состоянии емкости на инверсном выходе датчика 20, подключенном к одному из входов элементов 16, 36, 67, нулевой сигнал. Единичный сигнал на этом выходе появится, когда емкость опорожнена, т.е. требует загрузки. При наличии материалу в транспортирующем канале на выходе датчика 2 будет единичный сигнал. Блоки логического объединения служат для приема сигналов, поступающих по двум каналам: по первому, когда емкость требует заполнения, сигнал поступает по ВХОДУ элемента 35 задержки через элемент ИЛИ 19 на выход блока логического объединения, элемент 35 обеспечивает задержку сигнала о необходимости заполнения емкости с выхода элемента ИЛИ-НЕ 21 на время записи сигнала е свободный уровень обслужи5 вания; по BTOPOMV каналу, когда

емкость имеет содержимое выше критического уровня, сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 18 проходит через элемент ИЛИ 19 блока логического объединения на вход элемента ИЛИ-НЕ 15. Имеются блоки памяти , каждый из которых содержит блоки - формирования сигналов в блоки счета и выбора уровня обслуживания, а также

5 блоки , соответственно (l-n)-ro уровней обслуживания. Блок счета уровней обслуживания 6 служит для изменения уровня обслуживания по мере поступления сигналов о записи требований на обслуживание и подготавливает для записи в соответствующий блок () свободного уровня очередного требования на обслуживание. Блок выбора уровня обслуживания

5 7 предназначен для подачи сигнала на включение исполнительного органа итеративного блока управления обслуживания объекта.

Многоканальное устройство для

0 управления заполнением емкостей может работать в двух режимах: поиск опорожненной емкости в порядке поступления сигнала-заявки и ее заполнение; окончание заполнения емкости.

Рассмотрим работу устройства в режиме поиска и постановки емкости под заполнением.

При включении устройства возбужQ дается входная шина 8, от которой единичным сигналом через элемент ИЛИ 9, 10 устанавливаются в исходное состоя нйе (т.е.. когда на всех выходах, каоме первого, нулевой сигс нал )регист ;5. сдвига 11, 12, блоков 6, 7 соответсквенно. Сигналом от возбужденной шины 8 через элемент ИЛИ 14 в исходное состояние устанавливается триггер 13 каждого из блоков 5.,-5f,. При этом на выходе триггера 13. присоединенном к одному из входов элемента ИЛИ 23, будет единичный сигнал, а на другом выходе, подключенном к одному из входов элементов И 28, И/М 25 - нулевой сигнал. После этого устройство готово для приема сигнала о необход1 мости обслуживания объекта. При появлении объекта, требующего загрузки,, 7 единичный сигнал с инверсного выхода датчики 20 поступает на один из входов элементов ИЛИ-НЕ 1б, 36 и эл мента ИЛИ 67 пускового блока 10. По следний срабатывает и единичный сигнал с его- выхода, проходя через замкнутый ключ 66, вызывает, срабаты вание элементов предупредительной сигнализации б2, 63 и реле времени б1. Через время At единичный сигнал с выхода элемента 61 воздействует на реле времени 60 и через инвертор 59 на реле времени 5.7. Послед нее срабатывает через время Д1 и единичный сигнал с его выхода, проходя через элементы 55, 5, включает исполнительные механизмы 51, 53 служащие для запуска транспортирующего канала. После запуска этого к нала единичный сигнал с выхода реле 60, усиленный элементом 58, вклю чает исполнительные механизмы 52, 5б привода погрузки материала в тра спортирующий канал. С момента включения привода транспортируюи4его канала единичным сигналом с выхода эл мента 53 отключаются .элементы предупредительной сигнализации б2, 63, а нулевой сигнал с инверсного выхода элемента 56 подается на один из входов элементов ИЛИ-НЕ 50, 8 пускового блока 10 и элементов ИЛИНЕ 18, 21 итеративных блоков. При этом на выходе элемента ИЛИ-НЕ 8, подключенного к одному из входов элемента ИЛИ-НЕ 15, .появится единич ный сигнал, так как на оба входа эл мента В подаются нулевые сигналы один с выхода элемента 50, другой с инверсного выхода элемента 5б. Единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ блока 10 служит сигналом опроса, он поступает на один из вхо дов элемента ИЛИ-НЕ 15, на выходе последнего появится нулевой сигнал. Поскольку элемент 15 присоединен своим выходом к одному из входов элементов ИЛИ-НЕ 1б, 21, то нулевой сигнал, появившийся на его выходе, будет воздействовать на входы элеме тов 16, 21. Если объект загрузки не требует, то нулевой сигнал с инверс ного выхода элемента 20 возбуждает второй вход элемента 1б, последний срабатывает, и единичный сигнал с его выхода проходит через элемент ЙЛИ-НЕ 17 на один из входов элемента ИЛИ-НЕ 18 в виде нулевого сигнала на два других его вхо3. . 8 да, подключенных, один - кинверсному выходу элемента 5б, другой к выходу последующего итеративного блока, также поступают нулевые сигналы, поэтому на выходе элемента ИЛИ-НЕ 18 появится единичный си|- нал, который, проходя через элемент ИЛИ 19 блока 2, воздействует на вход элемента ИЛИ-НЕ 15 следующего итеративного блока в виде сигнала опроса, т.е. устройство работает в режиме циклического поиска свободного объекта для его загрузки. Если таких объектов нет, то их поиск происходит до тех пор, пока не будет найден объект, требующий загрузки. Рассмотрим ситуацию, когда объ i ект требует загрузки при поступлении единичного сигнала опроса на один из входов элемента ИЛИ-НЕ 15. Сигнал опроса, проходя через элемент 15, в виде нулевого сигнала воздействует на один из входов элемента ИЛИНЕ 21, на два других входа которого . также поступают нулевые сигналы: на один - с прямого выхода элемента 20, поскольку объект требует загрузки, и на другой - с инверсного выхода элемента 5б. Элемент ИЛИ-НЕ 21 срабатывает и на его выходе появляется единичный сигнал, воздействующий одновременно на один из входов элемента И 22 блока и на вход элемента задержки 3-5 блока 2 . Элемент И 22 срабатывает, так как по второму входу он подготовлен единичным сигналом с выхода элемента И 23, на все входы которого подаются единичные сигналы с выхода триггера 13 блоков ,, что имеет место при отсутствии записи на уровне обслуживания данного объекта. Еди-. ничный сигнал с выхода элемента И 22 проходит на один из входов элемента И 24 блоков . Срабатывает элемент И 2k одного из блоков ,, второй вход которого подготовлен единичным сигналом от возбужденной выходной шины элемента 11 блока 6. При этом единичным сигналом с выхода элемента И 2k опрокидывается триггер 13. На выходе последнего, присоединенном к одному из входов элемента ИЛИ 23, появится нулевой сигнал, тем самым накладывается запрет на вторичную запись си|- нала-требования с выхода элемента ИЛИ-НЕ 21 в свободный уровень памяти. Единичный сигнал с выхода триг гера 13 вызывает срабатывание элемента И 28, подготовленного по второму входу сигналом с возбужденной шины элемента 11 блока 6. Образующийся при срабатывании элемента И 2 единичный сигнал с его выхода проходит через элемент ИЛИ 29. элемент ИЛИ-НЕ 30, 31, усилитель 32 и возде ствует на реле 33. Последнее срабатывает и включает исполнительный механизм З. После чего начинается заполнение емкости. Единичный сиг- нал с выхода опрокинутого триггера 13 проходит через элемент ИЛИ 25, усилитель 2б блока k в блоке 6 через элемент ИЛИ 27 на вход регистра сдвига 11, при этом на выходе о( последнего исчезает единичный сигнал и появляется нулевой, возбуждается следующая выходная шина в, с которой единичный сигнал проходит на один из входов блока Зл всех блоков памяти , что обеспечивает возможность записи сигнала о свободном состоянии другого объекта на второй уровень обслуживания в блоке памяти этого объекта. По исте чении времени выдержки элемента 35 сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 21 поступит через элемент ИЛИ 19 блока 2 на последующий итеративный блок в виде единичного сигнала опроса. Опрос будет продолжаться до тех пор, пока не появится объект, требующий загрузки. Тогда сигнал от его датчика запишется в следующий свободный уровень обслуживания своего блока памяти. Таким образом, при циклическом опросе выявляются незагруженные объекты и в порядке их разгрузки ведется запись на свободный уровень обслуживания в блоках памяти сигналов от их датчиков при помощи блока 6, возбужденная выходная шина которого соответствует свободному уровню обслуживания. Рассмотрим работу устройства в режиме окончания заполнения емкости При заполнении емкости до верхней отметки срабатывает элемент 20, на его инверсном выходе появится нулевой сигнал, который воздействует на один из входов элементов ИЛИНЕ 16, 26 и элемента ИЛИ 67, подключенного своими входами к инверсному выходу элемента 20 всех итеративных блоков. Смена единичного сиг нала на входе элемента б7 на нуле13 .° вой приводит к отключению элементов 52, 56 привода погрузки материала в транспортирующий канал. Второй вход элемента 36.. подготовлен нулевым сигналом с инверсного выхода элемента 37, поэтому элемент ИЛИНЕ 36 срабатывает, и единичный сигнал с его выхода проходит на вход элемента задержки 38, последний обеспечивает задержку сигнала на время, необходимое для удаления материала с транспортирующего канала, после чего единичный сигнал с его выхода, проходя через элемент ИЛИНЕ 19, инвертируется и в виде нулевого сигнала воздействует на один из входов элемента ИЛИ-НЕ 40, на другой вход элемента поступает единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 1, так как входы последнего возбуждены нулевыми сигналами. Поскольку на оба входа элемента ИЛИ-НЕ if3 поступают нулевые сигналы, то единичный сигнал с его выхода проходит через элементы ИЛИНЕ 30, 31, усилитель 32 на реле 33, которое при этом срабатывает и отключает исполнительный механизм 3. Нулевой сигнал с инверсного выхода элемента 20 возбуждает один из входов элемента ИЛИ-НЕ 1б, другой вход которого подготовлен нулевым сигналом с выхода элемента ИЛУ-НЕ 15, элемент 16 срабатывает и единичным сигналом , образующимся на его выходе, воздействует на один из входов элемента ИЛИ-НЕ 17. На второй вход последнего поступает нулевой сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 18. При этом на выходе элемента 17, подключенном к одному из входов элемента 18, появится нулевой сигнал. На два других входа элемента 18 также поступают нулевые сигналы. Элемент 18 срабатывает и на его выходе появится единичный сигнал, воздействующий на один из входов элемента И Ц блока 3, последний срабатывает, так как по второму входу он подготовлен единичным сигналом, образующимся на выходе элемента И 28 при совпадении сигналов с выхода триггера 13 с единичным сигналом возбужденной шины блока 7 на входах это. го элемента,Еединичный сигнал с выхода элемента И ЦЦ по истечении времени выдержки элемента через элемент ИЛИ 47 проходит на вход регистра- сдвига 12 блока 7. При этом 11 на его выходной шинеепоявится нулевой сигнал, возбуждается шина в и единичный сигнал с возбужденной шины поступает в блоки So всех блоков памяти . как сигнал разреше ния постановки на обслуживание объ екта, у которого сигнал-требование обслуживания от элемента 20 записан на второй уровень памяти. Единичный сигнал с возбужденной шины Э воздействует также на один из входов, элемента Л Ц6 блока 5-.последний срабатывает, так как по второму входу он подготовлен единичным сигналом с выхода элемента И Ц, Единичный сигнал-с выхода элемента И Ц6, проходя через элемент ИЛИ 1, воздействует на один из входов три(- 3 гера 13| последний при этом приводится в исходное состояние Обслумивание объекта закончено. По мере поступления сигналов об окончании обслуживания объектов через элементы kk на вход регистра сдвига 12 происходит последователь ное возбуждение его выходных «ин 1, д ,..., f, . Когда возбуждается Ис-ая выходная шина, то единичный сигнал, образующийся при этом, проходит через дисМюрениирупщую цепочку, элемент задержки М и поступает через элемент ИЖ 10 на вход регистра сдвига 12, последний приходит в исходное Состояние. Далее цик/t работ каждого из регистров 11,12 повторяются.