Устройство для управления автоматическими транспортными средствами Советский патент 1984 года по МПК G06F15/50 

Изобретение относится к автоматике и предназначе 10 для управле1шя работой транспортных средств с многократным адресованием грузов, например автоматическим кранами-штабел ерами. Известно устройство управления транспортными средствами, содержащее блок приема и запоминания адреса позтщи, блок приема и хранения адреса исходной позищо транспортного средства,- схему сравнения кодов адресов заданной и исходной адресных позиций -с целью определения направления движе шя и расстояния, определяемого числом адресных позиций, которые должны пройти адресное средст ю, блок управления отработкой заданного перемещения и скоростью транспортного средства с целью точного позиционирования. Сравните кодов адресов заданной и исходной адресных нозиций осуш.ествляется схемой сравнения 1, Схема сравне1шя позволяет определить направление движения, но не дает возможности унравлять скоростью транспортного средства, что, в свою очередь, затрудняет точный останов транспортного средства. - Известно также устройство для управления транспортными средствами, содержащее блок управления исполнительныгуги механизмами, логический блок, блок программы адресования, счетчик, блок прохождения адре ной позиции, схелту И, схему формнроваш1я двоичного кода, блок номера исходной адресной позиции, исполнительные механизмы 2. Данное устройство предназначено для управления транспортными средствами, ваюишмися оператором. Использование его для управления автоматическими транспортными средствами нeпpиe шeмo, так как последние работают на скоростях перемещения., при которых оператору невозможно находить ся на транспортном средстве. Индикация заданной адресной позиции исключена, так как коммутирую1цие перемычки смеьшой колодки блока прогрдммы адресования составляются уже с учетом разности исходной и заданной адресных позиций. При этом в счетчик сразу записываются разности исходной и задашгой позищлп, i.e. число адресных позиций, которое должно пройти транспортное средство. Это число пре варительно рассчитывается для всех позшдай и запаивается с помощью перемычек в смен ные колодки. При этом устройство практически невозможно использовать для значитель ного числа адресных позиций, так как появляется большая библиотека сменных колодок Из-за возможности индикации местоположе121ГЛЯ транспортного средства данное устройство нельзя использовать для управления авто лaтичecки ди транспортными средствами, так как оператор, находясь вне транспортного средства, не знает его местоположения и поэтому неизвестно, какую сменную колодку необходимо поставить в блок программы. OcHOBirbiM недостатком данного устройства является слабая помехозащита. Импульс по1мехи, попав в счетчик, изменяет его содержимое, а это делает невозможным достижение заданной адресной позиции. Кроме того, устройство не может управлять скоростью с целью точного позиционирования. Недостатком устройства является невозможность продолжения движения транспортного средства при кратковременном отключеш-ш питающего напряжения. В этом случае содержимое счетчика изменяется и снова записывать в него необходимую информацию. Наиболее близким но технической сущности к изобретению является устройство, содержащее задатчик адреса, блок записи заданной адресной позтщи, блок сравнения, датчик обработки связи и реверсивный счетчик 3. Оддако известное устройство также обладает недостаточной помехозащищенностью. Целью изобретения является повьцнеьше помехозащищегшости. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее задатчик адреса, дагшк сигна.г1а останова, реверсивный счетчик, блок задагшя исходной адресной позиции, вве.гдены вычитающий счетчик, генератор прямоугольных имп льсов, дешифратор, триггер знака, элементы. И, И.ПИ, НЕ и блок индикации, причем выходы задатчика адреса подключены соответственно к установочЮз м 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 соединен со счетными вxoдa m вычитающего счетщ ка и реверсивного счетчика, выходы блока задания исходной адресной позиции соединены соотвотственно с установочными входдми реверсивного счетчика и с кнформаилонными входами блока индикации, информацио шые выходы реверсивного счетчика подключены 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 устройства, выходы второго и третьего элементов И являются соответственно управляющими выходами Назад и Вперед устройства, единичный выход триггера знака подключен к второму входу третьего элемента И и к управляющему входу суммирования 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 вычитающего и реверсивного счетчиков подключены к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого является входом пуска устройства, второй вход элемента ИЛИ соединен с выхо дом датчика сигнала останова. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы раб ты устройства. Устройство содержит задатчик 1 адреса, вычитающий счетчик 2, элемент И 3, генератор 4 прямоугольных импульсов, датчик 5 сигнала останова, элемент И.ПИ 6, блок 7 задания исходной адресной позиции, реверсивный счетчик 8 дешифратор 9, триггер 10 знака, элементы И 11-13, блок 14 индикации, элемент НЕ 15, элемент И 16. Блок 1 представляет собой набор бесконтактных датчиков. Каждой адресной позиции соответствует строго определенный набор щунтов. Набор может быть составлен, например, в двоичном коде. При прохождении датчика блока 7 мимо щунта, датчик выдает сигнал. При отсутствии щунта сигнал так же отсутствует. Наличие щунта соответствует 1 двоичного кода, а его отсутствие . Следовательно, при прохождении транспортным средством каждой адресной позиции на выходе блока 7 появляется параллельный двоичный код. В качестве датчиков могут использоваться индуктивные датчики. Для точного останова транспортного средства у заданной адресной позиции применен датчик 5. Датчик 5 срабатывает в тот момент, когда транспортное средство находится точно на заданной адресной позиции. Другой функцией датчика 5 является запуск устрой ства для вычисления разности номера заданной позиции и номера исходной адресной позиции с целью определения момента перехода на установочную скорость или останова транспо тного средства и определения направления движения. После начала движения вычисления проводятся на каждой адресной позиции. В качестве датчика 5 используется индуктивный датчик. Конструктивно блок 7 и датчик 5 связаны между собой так, что при срабатьтвании датчика 5 на какой-либо адресной позиции, на выходе блока 7 появляется двоичный код, соответствующий данной адресной позиции, определяемый наборюм щунтов, соответствуя их данной адресной позиции. Шунт датчика 5 конструктивно связан с щунтами блока 7. Это необходимо для одновременного срабатывания датчика и блока. На фиг. 2 показан пример, когда задана 5-я адресная позиция, а транспортное средство находится на 10-й адресной позиции. На фиг. 3 показан пример, когда задана 10-я адресная позиция, а траспортное средство находится на 5-й адресной позиции. Задатчик 1 адреса представляет собой устройство, преобразующее номер заданной адресной позиции, представленный положениями ручек переключателей в десятичной системе исчисления, в параллельный двоично-десятичный код. Тип переключателей может быть различный, необходимо только, чтобы переключатель имел 10 положений и чтобы все 10 положений переключателя были оцифирюваны, т.е. каждому положению присвоена цифра от О до 9. Эти цифры находятся на самом переключателе или их наносят на 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-десятич1шм кодом. Чтобы не использовать дополнительный преобразователь двоично-десятичного кода в двоичный в качестве вычитающего счетчика 2 применен счетчик, работающий в двоично-десятичном коде. С помощью вычитающего счетчика 2 и элемента И 3 прюизводятся 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 триггерюв вычитающего счетчика 2. Когда вычитающий счетчик 2 находится в нулевом состоянии, т.е. на всех прямых выходах его триггеров находится логический О, то на инверсных выходах этт триггертв находится логическая 1. При этом эзкмет И 3 срабатьюает, на его выходе также появляется логическая 1. Когда выэдггаюгщгй счетчик 2 выведен из нулевого состояния и на инверсных выходах его трштеров не везде находится лопиеская 1, то на выходе элемента И 3 появляется лоптеская 1. Так как индексящм номеров адрес 1ьк позиций нроходит в двоичном коде, то и р версивный счетчик S работает также в двои ном {соде.. Соединенный с ним дешифратор 9 также работает в двоичном коде. Когда реверсивный счетчик 8 1шходится в нулево д состоянии, т.е. на прямых выходгах его триг геров находятся логические О, то сипгал появляется только на нулевом выходе деши фратора. 9.. На остальных выходах дешифратора 9 отсутствует. Когда в рев ерсквном счет1шке 8 находится код числа п , то на выходе п появляется сигаал, а на остальных выходах сигнал отсутствует. Для движения транспортного средства в определенном направлении необход1шо, чтобы на выходах устройства присутствовала одага из команд Вперед lUiK Назад и отсутствовала команда останова, появление которой прекращает движение транспорт гого сред- зо

ства.

Выход п в дешифраторе 9 необход}гм для достижения максимальной точности останова. За онределенное число адресных позиций до заданной адресной позищш ка выходе дешифратора 9 появляется сигнал, по которому скорость движения транспортного средства уме1п шается до такого значения, при котором возможен точный останов. Работа устройства осуществляется щим образом. В исходном положении транспортное средство находится на какой-либо адресной позиции, номер которой индицируется блоком 14 индикации. С помощью задатчика 1 адреса задается номер заданной адресной позищш, дв шшо-десятичный код которой появляется на выходе эадатчика адреса. Элемент И 3 фикс;и рует нулевое содержание вычитаюи его счет гика 2. Элемент 12 и И 13 открыты сигналом с выхода элемента И 3. Реверсивьшгй счетаик 8 находится в нулевом состояшш, которое фиксирует дешифратор 9.. Он выдает соотвйт|Сгвующий сигнал, который проходит через элемент 11. открытый сипгалом выхода элемента И 3.. При этом вырабатывается команда останова. По команде пуска, nocTjoiaющей на элемент ИЛИ бис его выхода

равпым ещг числом импульсов. Когда содержимое вычитающего счетчика 2 становится равным нулю, то срабатывает элемент И 3 и логическая 1, появршшаяся на его вы16на входы записи вычитающего 2 и реверсивного ctiex DiKOB и вход 1риггера 10 знака, двоичтта-десяптаный код номера заданной адресной пози1р«1 с задатчика 1 адреса записывается в вьрштающий счетчик 2, двоичный код исходной адресной nosinpoi с. блока 7 поступает на реверсивный счетчик 8, а триггер 10 знака переходит в такое состоя1ше, при котором реверсив1-5ый 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 закрьшает элементы И 11, И 12. и И 1.3. На выходе элемента НЕ 15 появляется логическая 1, которая открьшает элемент И 16 и позволяет частоте с генератора 4 пройти через открытый элемент И 16 на счет1П11е входы вычитающего 2 и реверсивного 8 счетчиков. Эта частота, попадая на счетньп вход вычитающего счетчика 2, уменьшает содержащееся там число, представляюшее номер заданной адресной позиции. Когда в .вывдтающий счетчик 2 попадает число импульсов, адсленно равное номеру заданной адресной позиции, то .число, содержащееся в нем, становится равным нулю, т.е. часпо, представляющее номер заданной Ьдресной позиции, записатжое в вычитающий счегик 2 параллельным кодом, вычитают ходе проинвертируется элементом НЕ 15. Логический О, появивглийся на выходе элемента НЕ 15, закрывает элемент И 16. Частота на его выходе исчезает. Так как ре.версивпыГ) счетчик 8 находится в режиме выэдта1гая, то число, представленное импульсами частоты элемента И 16 и равное номеру заданной адресной позиции, вычитается из числа, записанного в реверсивньп1 счетМК 8 с блока 7. В реверс вном счетчике 8 остается разность номера исходной адресной позиции и номера заданной адресной позиили. Возможны два случая (номер исходггой адресной ПОЗИЦИИ меньше тгомера заданной адресной позиции). В первом случае транспортное средство кахощ{тся на 25-ом номере позиции, а задан 10-й номер адресной позиции. При этом вычитающий счетчик 2 записьгеает число 10 с задатчика 1 адреса. Следовательно, с элемента И 16 пройдет 10 импульсов, пре;кде чем сработает элеме.нт И 3. Эти импульсы. попадая в счетчик 2, вычитаются из находящегося там числа, пока его содержимое не станет равным нулю. Эти же 10 импульсов, поступая в реверсивный счетчик 8, вычитаются из находящегося там числа 25. И результате в реверсивном счетчике 8 остается число 15. После окончания вычислений сигнал с элемента И 3, поступая на входы элементов И 12 и И 13, вызьгаает срабатывание элемента И 12, так как на другой его вход попадает сигнал с выхода триггера 10 знака. На выходе элемента И 12 формируется команда Назад. Во втором случае транспортное средство находится на адресной позиции 10, а ему задана адресная позидия 25. Теперь с задатчика 1 адреса в вычитающий счетчик 2 записьшается число 25 и с выхода элемента И 16 проходит 25 импульсов. В реверсивный счетчик 8 записано число 10, из которого вычитается поступающее. число импульсов, т.е. в реверсивном счетчике В число уменьшается на 9, 8 ... и т.д. Когда в нем окажется число О, с HjTieBoro выхода дешифратора 9 сигнал переводит триггер 10 знака в противоположное состояние, а он, в свою очередь, переводит реверсивный сче чик в режим суммирования. Оставшиеся 15 импульсов просуммируются и в реверсивном -, счетчике 8 окажется записано число 1. После окончания вычислений сигнал с элемента И 3, поступая на входы элементов И 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 ко манда Вперед. Команда останова исчезает с момента занесения номера исходной адресной 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 следую щей адресной позиции срабатывает датчик и на вход элемента ИЛИ 6 поступает сигн 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 2 записывается номер заданной адресной позидии, если транспортное средство, например, нахо дится на исходной адресной позидии 2. Задается транспортная позиция номер 10. При первом вычислении поступает комавда Назад. Значит, следующая адресная позидия, которую проходит транспортное средство, ока:а)1вается адресной позидией 24. 1 Код, соответствующий этой адресной позиции, заполняется в реверсивный счетчик 8. После вычислешш, разность в нем равна 14, потом 13, 12 и т.д. Когда до заданной позидии остается п/адресных позиций, срабатывает дешифратор 8 и на выходе устройства появляется команда перехода на установочную скорость. Это такое заранее выбранное значение скорости, при котором возможна практически мгновенная остановка транспортного средства. Когда содержимое реверсивного счетчика 8 становится равным нулю, срабатывает дешифратор 9, и сигнал с его выхода поступает на элемент И 11. На другой вход этого элемента после окончания вычисления поступает сигнал с выхода элемента И 3. Элемент И 11 срабатывает и koMaHда останова появляется на выходе устройства. Время, в течеьгае которого происходит вычисление, определяется выбранной частотой и максимальным количеством адресных позиций. Учитывая быстродействие элекгронного устройства для управления автоматическим транспортным средством, частота генератора 4 выбирается так, чтобы вычисление проходило за такое время, за которюе не успевают отреагировать медленно действующее коммутационные устройства, управляющие включением и отключением двигателей транспортного средства. Во время вычислений команды Назад или Вперед исчезают, так как элементы И 12 и И 13 запираются сигналом с выхода элемента И 3. Команда останова 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 элемеьгт И 11 открыт сигналом с элемента И 3, открывается элемент И П, в случае, когда депшфратор 9 находится в нулевом состоянии поате окоггаания вычислений. При этом появляется команда останова. Кроме того, во время вычислений кратковременно появляется команда перехода на установочную скорость па выходе дешифратора 9. .Длительность присутствия этой команды определяется периодом слсдова1шя импульсов генератора 4. Это происходит при опрсделеюш 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 п дешифратора 9 появляется при уменьшении числа, записанного в реверсивный счетчик 8, до нуля, а затем, если разность исходной адресной позидии и заданной больше п еще раз. При этом время, в течение

у

которого присутствует команда на выходе п, определяется периодом следования импульсов с генератора 4,

Метод, когда используется инерционность конечных устройств, широко распространен. В предлагаемом устройстве эк свойство также используется. С учетом сказанного выбирается и частота генератора 4 импульсов. Например, если частота генератора импульсов равна 1 Мгц, а максимальное количество адресных позиций равняется 100, то необходимое максимальное времй для вычисления составляет 0,1. мс. За такое время не успевают срабатьшать мощные пусковые устройства, заправляющие работой электр ческих приводов движения транспортного средства. Когда же до заданной адресной-позиции остается действительно И адресных позиций, VO комаида на выходе п/а f вшифpa тора 9 появляется и остается до следующей адресной позиции.

Предлагаемое устройство надежно в вьтолнении 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 местоположения транспортного средства. С выхода элемента И 16 проходит число импульсов, равное номеру заданной адресной позиции и после вычислений в реверсивном счетчике 8 будет снова правильный результат Если же окажется, что шунты заданной позиции неисправны и номер заданной ацресной позиции пропал, то траиспортное 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 является то, что начинать движение не обязательно от какой-либо адресной позиции. Ес184110

ли транспортное средство находится между адресными позициями, то оно начинает двигаться в произвольном направлении до ближайшей адресной позиции. Потом в ревер5 сивный счетчик 8 записывается исходная адресная позиция. После вычисления определено правильное направление движения и транспортное средство двигается к заданному адресу. Этот случай возможен при от10 ключении питающего напряжения. Память адреса обеспечивается механическими переключателями задатчика адреса. Фактически устройство обладает возможностью исправления ошибки.

; кроме того, предлагаемое устройство просто в использовании, т.е. для практического построения устройства необходимо небольшое количество элементов. Это, в свою очередь, приводит к тому, что устройство имеет неQ большие габариты и вес, потребляет небольшую мощность. Все это связано с тем, что отдельные элементы устройства совмещают несколько функций. Вычитающий счетчик 2 позволяет преобразовать двоично-десятичный

5 в число импульсов, численно равное заданной адресной позиции, т.е. исключить преобразование в двоичный код. Триггер 10 знака управляет работой реверсивного счетчика 8 и, ispoMe того, определяет направление движения и тд.

в предлагаемом устройстве запоминается не путь, который должно пройти транспортное средство, а только направление движения;. Преимуществом предлагаемого устройства является возможность сокращения количества 5 связей между рассматриваемым устройством и транспортным средством, так как номер заданной адресной позиции передается последователып11м кодом (числом импульсов).

Экономический эффект от использования 0 изобретения достигается путем повышения производительности транспортного средства. Это происходит вследствие повьпиения скорости движения транспортного средства и увеличения надежности адресования.

9иг.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИМИ ТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ, содержащее задатчик адреса, датчик сигнала останова, реверсивный счетчик, блок задания исходной адресной позиции, отличающееся тем, что, с целью повыщения помехозащищенности, в него введены вычитающий счетчик, генератор прямоугольных импульсов, дешифратор, 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 соединен со счетными входами вычитающего счетчика и реверсивного счетчика, выходы блока задания исходной адресной позиции соединены соответственно с установочными входами реверсивного счетчика и с информационными входами блока индикации, информационные выходы ревер сивного счетчика подключены соответственно к входам дешифратора, первый выход которого соеданен с единичным входом триггера знака и с вторым входом четвертого (Л элемента И, выход которого является выходом останова устройства, выходы второго и третьего элементов И являются соответственно управляющими выходами Назад и с е Вперед устройства, единичный выход триггера знака подключен к второму входу третьего элемента И и к управляющему входу суммирования реверсивного счетчика, управляющий вход вычитания которого и второй вход второго элемента И соединены с нулевым выходом триггера знака, нулевой эо 1 вход которого и управляющие входы записи вычитающего и реверсивного счетчиков подключены к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого является входом пуска устройства, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом датчика сигнала останова.