Устройство для автоматического выбора направления движения объекта Советский патент 1985 года по МПК B65G47/46 

Изобретение относится к промышленному транспорту, а именно к системам контроля и управления, и может быть использовано для автоматического адресования объектов, например кранов-штабелеров, обслуживающих стеллажные склады. Цель изобретения - увеличение надежности. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для одного ряда стеллажного склада, состоящего из 29 ячеек; на фиг. 2 - принципиальная схема блока определения фактического положения объекта (например, реализации). Устройство содержит трансформатор 1 с подключенной к источнику питания первичной обмоткой 2 и по числу разрядов числа ячеек (29) - двумя парами вторичных обмоток 3 с секциями 3.1, 3.2 и 4 с секциями 4.1, 4.2 разряда десятков, обмоток 5 с секциями 5.1 ... 5.9 и 6 с секциями 6.1 ... 6.9 разряда единиц. Число витков одной секции 3.1, 3.2, 4.1; 4.2 разряда десятков в п раз, например в 10 раз, больше числа витков одной секции 5.1 ...5.9, 6.1 ... 6.9 разряда единиц. Секции 3.1; 3.2; 4.1; 4.2; 5.1, ... 5.9; 6,1 ... 6.9 каждой из обмоток соединены последовательно. Задатчик адреса содержит коммутационные элементы 7.1 ... 7.3 и 8.1 ... 8.10 соответственно разряда десятков и разряда единиц, а блок определения фактического положения объекта - коммутационные элементы 9.1 ... 9.3 и 10.1 ... 10.10 соответственно разряда десятков и разряда единиц. Выводы секций 5.1 ... 5.9 через коммутационные элементы 8.1 ... 8.10 подключены к первому выводу секции 3.1. Выводы секций 3.1; 3.2 через коммутационные элементы 7.1 ... 7.3 подключены к одному из входов выпрямительного моста 11, другой вход которого соединен с первым выводом секции 5.1. Выводы секций 6.1 ... 6.9 через коммутационные элементы 10.1 ... 10.10 подключены к первому выводу секции 4.1. Выводы секций 4.1 и 4.2 подключены к одному из входов выпрямительного моста 12, другой вход которого соединен с первым выводом секции 6.1. Выходы выпрямительных мостов 11 и 12 подключены к нагрузочным резисторам 13 и 14 и соединены встречно между собой через обмотку поляризационного реле 15. Блок определения фактического положения объекта включает двоично-десятичный счетчик с разрядами 16 и 17 единиц и десятков, выполненный на реле 18 с переключающими контактами 18.1 ... 18.6; реле 19 с переключающими контактами 19.1 ... 19.5; реле 20 с переключающими контактами 20.1... 20.4; реле 21 с переключающими контактами 21.1 ... 21.4; реле 22 реверса с переключающими контактами 22.1 ... 22.6 и защелкающим контактом 22.7, диодах 23 и 24, импульсных трансформаторах 25 и 26. Пеовичные обмотки последних включены последовательно с обмотками реле 21. В цепь питания включен тиристор 27 и дифференцирующий элемент 28. Конденсаторы 29 ... 36 подключены параллельно обмоткам реле 18 ... 21, начала которых через переключающие контакты 18.1; 19.1; 20.1; 20.2; 21.1; 21.3; 22.1 ... 22.4, диоды 23 и 24 соединены с шиной 37. Командные элементы 38 «Вперед замыкающим контактом 38.1 и 39 «Назад замыкающим контактом 39.1 подключают шину 37 к « + источника питания, к которому реле 40 замыкающим контактом 40.1 подключает дифференцирующий элемент 28. Обмотка реле 40 подключена к путевому датчику 41. Начало нулевой обмотки реле 22 соединено с шиной 37 замыкающим контактом 38-2 командного элемента 38 «Вперед. Начало единичной обмотки реле 22 соединено с шиной 37 замыкающим контактом 39-2 командного элемента 39 «Назад. Начала катушек элементов 10-1...10-10 соединены с « + источника питания через комбинации контактов 18-2...18-6, 19-2...19-5, 20-3; 20-4; 21-4 реле 18-21. Концы элементов 10-1...10-10 и реле 22, катод тиристора 27 и первые концы вторичных обмоток импульсных трансформаторов 25 и 26 соединены с «- источника питания. Элементы 38 «Вперед и 39 «Назад подключены к источнику питания через двухпозиционный контакт 15-1 поляризованного реле 15. В разряд 17 десятков входят реле 42 с переключающими контактами 42-1...42-3, реле 43 с переключающими контактами 43-1 и 43-2, тиристор 44, управляющий электрод которого через переключающий контакт 22-5 реле 22 подключен к вторым концам вторичных обмоток импульсных трансформаторов 25 и 26, конденсаторы 45...48, подключенные параллельно катушкам переключателей 42 и 43. Начала обмоток реле 42 и 43 через переключающие контакты 42-1; 43-1; 22-6 и 22-7 соединены с шиной 37, концы обмоток реле 42 и 43 соединены с анодом тиристора 44. Начала катушек элементов 9-1...9-3 соединены с «-|- источника питания через комбинации контактов 42-2; 42-3; 43-2. Концы катущек элементов 9-1 ...9-3 и катод тиристора 44 соединены с «- источника питания. Бесконтактный датчик 41 установлен на перемещаемом объекте. Около ячеек расставлены лепестки. В каждом разряде включено по одному из элементов 10-1...10-10 и 9-1...9-3. Число, составленное включенными элементами, соответствует номеру ячейки, около которой находится перемещаемый объект. Для работы счетчика необходимо, чтобы длительность счетного импульса была меньще времени переключения реле 18...21; 42 и 43.

Для этого в счетчик введен дифференцирующий элемент 28, в качестве которого может быть использован, например, конденсатор с параллельно включенным резистором.

Устройство для автоматического выбора направления движения объекта работает следующим образом.

В предлагаемом устройстве работа схем управления по каждой координате аналогична, поэтому рассмотрим работу схемы управления по одной координате.

Задана, например, ячейка № 15, т. е. в разряде десятков задатчика адреса замкнута контактная группа 7-2, а в разряде единиц - контактная группа 8-6. Перемещаемый объект также находится у ячейки № 15, т. е. лепесток этой ячейки находится в прорези датчика 41, реле 40 - во включенном состоянии. В счетчик введено число 15 от предыдущей команды. В разряде единиц 16 счетчика подключена дифференцирующая цепочка 28, тиристор 27 закрыт, реле 18, 19 и 20 находятся в положении «Единица, реле 21 - в положении «Ноль, контактами 21-4; 20-3; 19-3; 18-4 включена катушка элемента 10-6.

В разряде десятков реле 42 находится в положении «Единица, реле 43 - в положении «Ноль,контактами 43-2 и 42-2 включена катущка элемента 9-2.

В этом случае к выпрямительному мосту 11 подключены последовательно соединенные секции 3-1 обмотки 3 разряда десятков и 5-1...5-5 обмотки 5 разряда единиц трансформатора 1.

Сумма напряжений секций составляет

Ui 10U+5U 15U.

К выпрямительному мосту 12 подключены последовательно соединенные секции 4-1 обмотки 4 разряда десятков и секции 6-1... 6-5 обмотки 6 разряда единиц. Сумма напряжений секций составляет

U2 10U+5U 15U.

Так как , а мосты включены встречно, обмотка поляризованного реле 15 обесточена, командные элементы 38 «Вперед и 39 «Назад отключены, контакты 38-1 и 39-1 этих реле разомкнуты, шина 37 питания схемы счетчика отключена. Команды на движение объекта отсутствуют. Пусть задана, например, ячейка № 15, т. е. в разряде десятков задатчика адреса замкнут элемент 7-2, а в разряде единиц - элемент 8-6 и к выпрямительному мосту 11 подключены последовательно соединенные секции 3-1 обмотки разряда десятков и секции 5-1...5-5 обмотки разряда единиц с суммарным напряжением

U1 IOU+5U 15U.

Объект же находится у ячейки, адрес которой 0,6, т. е. лепесток этой ячейки находится в датчике 41, реле 40 включено.

контакт 40-1 в цепи управления тиристора 27 замкнут, дифференцирующая цепочка 28 включена. В разряде единиц 16 счетчика реле 19 и 21 находятся в положении «Едиг ница, реле 18 и 20 - в положении «Ноль, контактами 21-4; 20-4; 19-4 и 18-5 включена катушка элемента 10-7.

В разряде десятков 17 счетчика реле 42 и 43 находятся в состоянии «Ноль, комтактами 42-2 и 43-2 включена катущка элемента 9-1.

К выпрямительному мосту 12 подк тючены последовательно соединенные секции 6-1 ...6-6 обмотки 6 разряда единиц с суммарным напряжением

10U+6U 6U.

Так как напряжение , то через обмотку поляризованного реле 15 идет ток в направлении сплошной стрелки, замыкается один из контактов 15-1 поляризованного реле 15, включается командный элемент 38 «Вперед и дает сигнал на движение объекта вперед.

Одновременно элемент 38 своим контактом 38-1 подает питание на шину 37, а контактом 38-2 переключает реле 22 реверса в нулевое состояние, которое соответствует прямому счету счетчиком.

При движении объекта вперед лепесток выходит из датчика 41, отключается реле 40 датчика 41, размыкается контакт 40-1.

д Дифференцирующая цепочка 28 подготавливается для отработки следующего импульса. При входе следующего лепестка в датчик 41 включается реле 40 и его контакт 40-1. .Через управляющий электрод тиристора 27 проходит продифференцированr ный цепочкой 28 счетный импульс и открывает его. В результате через контакт 18-1 и единичную обмотку реле 18 проходит импульс тока, который вызывает переключение его из положения «Ноль в положение «Единица. Во время его переключения контакт 18-1 размыкается, вследствие чего происходит разрыв цепи питания тиристора 27 и его выключение.

При этом отключается элемент 10-7 контактами 21-4; 20-4; 19-4 и 18-5, включается катушка элемента 10-8 разряда единиц. Напряжение, приложенное к выпрямительному мосту 12, увеличивается на величину и и равно

U2 0-10U+7U 7U. При движении объекта далее вперед лепесток ячейки № 07 выходит из датчика 41, отключается реле 40, размыкается контакт 40-1, дифференцирующая цепочка 28 подготавливается для отработки следующего импульса. При входе следующего лепестка 5 в датчик 41 включается реле 40 и его контакт 40-1. На управляющий электрод тиристора 27 приходит следующий продифференцированный счетный импульс и открывает

его. Через контакт 18-1 и нулевую обмотку реле 18 и параллельно через контакт 22-1; 19-1; 22-3; 20-1 и единичную обмотку реле 20 проходит импульс тока. Следовательно, реле 18 возвращается в положение «Ноль, реле 20 переключается в положение «Единица. В разряде единиц элемент 10-8 отключается. Через контакты 21-4; 20-4; 19-5 и 18-6 включается катушка элемента 10-9. Напряжение, приложенное к выпрямительному мосту 12, равно

U2 0-10U+8U 8U.

Объект продолжает движение вперед. Лепесток ячейки № 08 выходит из датчика 41, отключается реле 40, контакт 40-1, дифференцирующий элемент 28. При подходе к ячейке № 09 следующий лепесток входит в датчик 41, включается реле 40, на управляющий электрод тиристора 27 поступает следующий счетный импульс. Через контакт 18-1 и единичную обмотку реле 18 проходит импульс тока. Реле 18 устанавливается в положение «Единица. Элемент 10-9 отключается. Контактами 21-4; 20-4; 19-5; 18-6 включается элемент 10-10. Напряжение, приложенное к выпрямительному мосту 12, увеличивается еще на величину U и равно

U2 0-10U-f9U 9U.

При движении объекта далее вперед лепесток № 09 выходит из датчика 41, затем входит лепесток ячейки № 10. Выключается, а затем включается реле 40 датчика 41. На управляющий электрод тиристора 27 поступает следующий счетный импульс. Все реле 18-21 разряда единиц, имеющие положение «Единица, переключаются в положение «Ноль, а именно: контакт 18-1, нулевая обмотка реле 18, контакты 18-1; 22-1, 19-1; 22-3; 20-1, нулевая обмотка реле 20, контакты 18-1; 22-1; 19-1; 22-3; 20-1; 22-4; 21-1, нулевая обмотка реле 21 и параллельно ей 22-2. нулевая обмотка реле 20.

Одновременно через первичную обмотку импульсного трансформатора 25, включенного последовательно с нулевой обмоткой реле 21, пройдет импульс тока. К вторичной обмотке этого трансформатора через контакт 22-5 подключен управляющий электрод тиристора 44 разряда десятков. Тиристор 44 открывается. Через контакт 42-1 и единичную обмотку реле 42 проходит импульс тока. Реле 42 устанавливается в положение «Единица. В разряде единиц отключается элемент 10-10, контактами 21-4; 20-3; 19-2; 18-2 включается элемент 10-1. В разряде десятков отключается элемент 9-1. Контактами 43-2 и 42-2 включается элемент 9-2. Т. е. при движении объекта вперед после ячейки № 09 следующая ячейка имеет № 10. Напряжение, приложенное к выпрямительному мосту 12, равно

U2 10U4-0-U 10U.

При движении объекта далее вперед счетчик аналогично отсчитывает ячейки 11, 12, 13, 14 и 15, увеличивая с отсчетом каждой ячейки напряжение, приложенное к выпрямительному мосту 12, на величину U. Около ячейки № 15 к выпрямительному мосту 12 подключаются секции 4-1 обмотки 4 разряда десятков и 6-1...6-5 обмотки разряда единиц, напряжение U2 U1 поляризованное реле 15 обесточивается, элемент 38 «Вперед отключается, движение объекта прекращается, контактом 38-1 отключается шина 37 питания счетчика.

Задана, например, ячейка № 15, т. е. в переключателе разряда десятков замкнута контактная группа 7-2, а в переключателе разряда единиц замкнута контактная группа 8-6, и к выпрямительному мосту 11 подключены последовательно соединенные секции 3-1 обмотки разряда десятков и секции 5-1... 5-5 обмотки разряда единиц с суммарным напряжением

Ul 10U-f5U 15U.

Объект же находится у ячейки, адрес которой 21, т. е. лепесток этой ячейки находится в датчике 41, реле 40 и его контакт 40-1 включены, дифференцирующий элемент 28 включен. В разряде единиц реле 18 находится в положении «Единица, реле 19-21 находятся в положении «Ноль. Контактами 21-4; 20-3; 19-2 и 18-2 включен элемент 10-2.

В разряде десятков реле 42 находится в положении «Ноль, реле 43 - в положении «Единица. Контактами 43-2 и 42-3 включен элемент 9-3.

К выпрямительному мосту 12 подключены последовательно соединенные секции 6-1 обмотки 6 и 4-1 и 4-2 обмотки 4 с суммарным напряжением

U2 2-10U+U 21U.

Так как , то через обмотку поляризованного реле 15 идет ток в направлении пунктирной стрелки, замыкается другой контакт поляризованного реле, включается командный элемент 39 «Назад, который дает сигнал на движение объекта «Назад. Одновременно реле 39 контактом 39-1 подает питание на шину 37, а контактом 39-2 переключает реле 22 в состояние «Единица, которое соответствует обратному бчету счетчиком.

При движении объекта назад лепесток ячейки 21 выходит из датчика 41, размыкается контакт , дифференцирующая цепочка 28 подготавливается для отработки следующего импульса.

При входе следующего лепестка в датчик 41 включаются реле 40, его контакт 40-1, и через управляющий электрод тиристора 27 проходит продифференцируемый счетный импульс и открывает его. Через контакт 18-1 и нулевую обмотку реле 18 проходит импульс

тока, который вызывает переключение его из положения «Единица в положение «Ноль. При этом выключается элемент 10-2 и через контакты 21-4; 20-3; 19-2, 18-2 включается элемент 10-1. Напряжение, приложенное к выпрямительному мосту 12, уменьшается на величину U и равно

U2 2-10U 20U.

При движении объекта далее назад происходит дальнейшее переключение элементов 9-1...9-3 разряда десятков и 10-1...10-10 разряда единиц в обратной последовательности счета: 20, 19, 18, 17, 16, 15, уменьшая с отсчетом каждой ячейки напряжение, приложенное к выпрямительному мосту 12 на величину и. Когда объект подходит к ячейке 15 и к выпрямительному мосту 12 подключаются секции 4-1 обмотки 4 разряда десятков и секции 6-1...6-5 обмотки 6 разряда единиц, напряжение U2 равно напряжению U1, поляризованное реле 15 обесточивается,движение объекта прекраш,ается.

Благодаря тому, что вторичные обмотки разряда единиц содержат по девять секций с напряжением каждой равным U, а напряжение одной секции обмоток разряда десятков в 10 раз больше, т. е. равно 10U, обеспечивается изменение напряжения, приложенного к выпрямительному мосту на величину и при переходе от ячейки 9 к ячейке 10, от ячейки 19 к ячейке 20 и т. д.

Соединение начал обмоток разряда десятков с коммутационными элементами задатчика и блока определения фактического положения объекта обеспечивает суммирование напряжений от подключенных секций разрядов десятков и единиц и приложенных к выпрямительным мостам. Это дает возможность устройству в любой момент времени следить за удалением объекта от заданной ячейки. При этом величина напряжения на катушке поляризованного реле 15 пропорциональна удалению, а полярность напряжения указывает на направление движения объекта к ячейке, что позволяет получить любую дополнительную команду за 1,2 и т. д. ячейки до заданной, необходимую, например, для перехода на пониженную скорость, и таким образом, расширяет функциональные возможности устройства.

Применение предлагаемого устройства в складах большой емкости позволяет снизить трудоемкость изготовления, повысить надежность работы, уменьшить энергопотребление.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫБОРА НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА, содержащее по числу разрядов адресов ячеек пары вторичных обмоток трансформатора, которые разделены на последовательно соединенные секции с выводами по числу единиц разрядов адресов ячеек, подключенными к одним из выводов коммутационных элементов соответствующих разрядов задатчика адреса и блока определения фактического положения объекта, выпрямительные мосты, выходы которых подключены к нагрузочным резисторам и соединены встречно через обмотку поляризационного реле, переключающий контакт которого включен в цепи питания командных элементов «Вперед и «Назад, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности устройства, число витков каждой секции пар вторичных обмоток последующего разряда больше в п раз числа витков каждой секции пар вторичных обмоток предыдущего разряда, причем первые выводы первых секций пар вторичных обмоток последующего разряда подключены к другим выводам коммутационных элементов предыдущего разряда задатчика адреса и блока определения фактического положения объекта, а первые выводы первых секций пар вторичных обмоток младщего разряда и другие выводы коммутационных элементов старшего разряда задатчика адреса и блока определения фактического положения объекта подключены к выходам выпрямительных мостов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок определения фактического положения объекта содержит путевой датчик, подключенный к нему входом формирователь импульсов, соединенный с его выходом входом реверсивной двоично-десятичный счетчик, подключенный к его выходам дешифратор с коммутационными элементами на выходах.