Устройство для программного управления объектами Советский патент 1987 года по МПК G05B19/18 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах программного управления объектами, состоящими из ряда исполнительных механизмов в разных отраслях промышлен- ности - в станкостроении, металлургии, робототехнике и других, где требуются последовательные или параллельные, либо смешанные циклы работы

Цель изобретения - повышение на- дежности и упрощение устройства.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит датчики 1, 2 и 3 положения, контакт 4 реле време- ни, датчик 5 положения, блок 6 набора программы, объекты 7, 8 ... 13 управления (объектами 7, 8 ... 13 управления могут быть электропневмоклапа- ны, злектромуфты, двигатели как од- нофазные, так и многофазные, трансформаторы, исполнительные реле, командные реле и т.д.), блок 14 согласующих усилителей, состоящий, из усилителей 15, 16...21 .

Блок 22 распределения команд содержит ячейки 23, 24 ... 29 управления. Каждая ячейка управления состоит из аппарата релейного действия с памятью на один такт и содержит управляющий элемент, например обмотку 30 реле с самоблокировкой 31, а также развязывающие элементы - диод 32 и 33, замыкающий контакт 34, реле 30, сигнальную лампу 35 и диод 36.

Устройство также содержит элемент выбора такта - переключатель 37, пер вьй переключающий элемент - тумблер 38, второй переключающий элемент - тумблер 39, третий переключающий эле- мент - переключатель 40, режимный элемент управления - кнопку 41, устано- вочньш элемент управления - кнопку

42,элемент управления - кнопку Пуск

43,четвертый переключающий элемент - переключатель 44. Блок 6 набора программы содержит диодную матрицу с ди- оцами 45.

Каждый усилитель, входящий в блок . согла,сующих усилителей, представляет собой, например, симисторный оптрон, один силовой - электрод которого является одним из первых выходов блока и подключен к третьей щине питания, второй силовой электрод подключен к объекту управления, первый управляющий электрод через резистор подключе к вертикальной шине блока набора программы и является одним из первых входов блока, а второй управляющий элемент подключен к второй шине питания либо к соответствующему элементу управления.

Устройство работает следующим образом.

Установочным элементр1 { 42 управления включают 23 управления, тем самым осутцествляют нулевую защиту устройства и устанавливают объекты управления в исходное положение. Включение ячейки происходит следующим образом. При нажатии на кнопку 42 минус источника питания подается на первый вход ячейки 23 управления, т.е. на один вывод управляющего элемента (обмотку) 30, На другой вход ячейки 23 управления (второй вывод обмотки 30) подается плюс источника питания через кнопку 43. Реле, включившись, замыкае } свои замыкающие контакты 31 и 34. Через контакты 31 подается минус источника питания в блок 6 набора программы и через диоды 45 блока включаются усилители 15 и 17 и объекты 7 и 9 управления соответственно. При отпускании кнопки 42 минус источника питания подается на вывод обмотки 30 через замыкающие контакты 31, т.е. реле становится н а самоблокировку посредством своих контактов 31. Устройство готово к работе. Потенциал второго вывода обмотки 30 ячейки 23 управления равен потенциалу второго вывода катушки 30 ячейки 24 управления, так как на эти выводы подается плюс источника питания на ячейку 23 через кнопку 43, а на ячейку 24 через датчик 1 положения, поэтому ячейка 24 не включается. При нажатии на кнопку 43 Пуск потенциал второго вывода обмотки 30 ячейки 24 управления становится равным падению- напряжения на параллельно соединенных обмотке 30 и элементе 35 индикации. Так как эквивалентное сопротивление параллельно соединенных обмотки и элемента Индикации меньше, чем самого элемента индикации или катушки, то в момент нажатия на кнопку 43 ток включения обмотки 30 ячейки 24 управления пойдет от плюса источника питания через датчик 1 положения, обмотку 30 ячейки 24 управления, диод 32 и замыкающий контакт 34 ячейки 23, параллельно соединенные обмотку 30 и элемент 35 индикации ячейки 23, замыкающий контакт 31 ячейки 23 и минус источника питания.

Ячейка 24 управления включается, при этом замыкаются контакты 31 и 34, тем самым обмотка 30 ячейки 24 управ- ления становится на самоблокировку. Потенциал второго вывода обмотки 30 ячейки 23 управления становится отрицательным, так же как и потенциал первого входа ячейки 23, поэтому noследняя выключается. Таким образом, включение последующей ячейки управления вызывает отключение предыдущей.

Ячейка 24 управления, включившись, автоматически выключает ячейку 23 управления, что приводит к отключению усилителя 17 и объекта 9 управления и включению усилителей 16, 18, 19, 21 и объектов 8, 10, 11.и 13 управления. Объект 7 управления остался во Бключенном состоянии без перерыва питания. Данный такт работы контролируется датчиком 1, после срабатывания которого включаются ячейки 25 и 26 упг равления и выключается ячейка 24 уп- равления, что приводит к отключению усилителей 15 и 19 и объектов 7 и 11 управления соответственно. Усилители 16, 18 и 21 и объекты 8, 10 и 13 управления остались во включенном сое- тоянии без перерыва питания.

Таким образом, очевидно, что на любом такте цикла имеется возможность включить либо выключить любое сочетание объектов управления.

Условиями перехода-от такта к такту является; включенное состояние предыдущей по циклу ячейки управления j срабатывание датчика управления предыдущей ячейки управления; рабочее состояние датчика последующей ячейки управления} переключатель 40 и кнопка 41 не шунтируют датчик предыдущей ячейки управления.

Устройство позволяет при срабатывании одного и того же элемента управления получать различные сочетания выходных команд. Например, при первом срабатывании датчика 3 включается ячейка 27 управления и выключается ячейка 26, что приводит к отключению усилителя 18 и объекта 10 управления и включению усилителей 16 и 20 и объектов 7 и 12 управления. При повтор- ном срабатывании датчика 3 включается ячейка 29 з правления (при включенном положении переключателя 44) и выключается ячейка 28 управления, что при-

водит к отключению усилителя 19 и объекта 11 управления.

Объект 8 управления остался во включенном состоянии без перерыва питания.

Устройство позволяет остановить цикл на любом наперед заданном такте и продолжить цикл с этого такта. Например, для остановки цикла на четвертом такте переключатель 37 переводят во второе положение и замыкают тумблер 38. После отработки четвертого такта элемент 4 управления (контакт реле времени) срабатывает, но ячейка 28 управления не может включиться до тех пор, пока элемент 4 управления зашунтирован переключателем 37 и тумблером 38. Размыкая тумблер 38, включают ячейку 28 управления, счто приводит к отключению ячейки 27. Таким образом осуществляется фиксация любого такта цикла и продолжение цикла с этого же такта. Цикл замыкается при помощи тумблера 39. При этом последний, находясь в положении, как показано на чертеже, устанавливает устройство в режим единичного цикла. При замыкании тумблером 39 левой цепи устройство переводится в исходное положение и при срабатывании элемента 5 управления включается ячейка 23 управления- и отключается ячейка 29 управления. Последующий запуск ячейки 24 возможен только после нажатия на кнопку 43. При замыкании тумблером 39 правой цепи после срабатывания элемента 5 управления включится ячейка 24 управления, а отключится ячейка 29 управления, т.е. цикл повторяется. Таким об,разом, с помощью переключающего элемента 39 .можно получить различные режимы работы устройства.

Одни и те же элементы управления можно использовать в различных режимах работы, например в автоматическом и наладочном. Для этого один из входов усилителя подключается к второму входу соответствующей ячейки управления. Пусть необходимо использовать элемент 3 управления в наладочном режиме. Для этого переключатель 40 устанавливают в четвертое положение и нажимают кнопку 41, тогда включится усилитель 21 и объект 13 управления. При срабатывании элемента 3 управления объект 13 управления отключается. I . .

Устройство позволяет сравнительно простыми средствами осуществлять переход по условию. Рассмотрим работу устройства в случае, если переклоча- тель 44 находится в положении, указанном на чертеже. После срабатывания элемента 4 управления включается ячей- ка 28 управления, что приводит к отключению ячейки 27 управления. При срабатывании элемента 3 управления ячейка 28 управления отключается и включается ячейка 27 управления и соответствующие усилители и объекты управления. При срабатывании элемента 4 управления включается ячейка 28 управления, а ячейка 27 управления отключается, затем эта часть цикла бу- дет повторяться до тех пор, пока переключатель 44 не будет установлен во включенное положение, т.е. в положение, когда будет замкнута правая

цепь. Таким образом, реализуя перехо-20 равления как в автоматическом так

ды по условию, имеется возможность повторять части цикла, исключать некоторые такты, исправлять ошибки и т.д., т.е. расширяются функциональные возможности устройства.

Устройство позволяет также разветвлять цикл на параллельные участки работы и дает возможность перехода к подпрограммам. Это упрощает устройство за счет сокращения количества яче- ек управления.

После срабатывания элемента 1 уп- равления включаются две ячейки 25 и 26 управления, .а ячейка 24 отключается. Последовательно с ячейкой 25 управления может быть включено любое число ячее к управления, что разветвляет цикл на параллельные участки.

Программирование устройства осуществляется на уровне команд на есте- ственном языке. Дребезг контактов зленент рв управления не оказывает влияния на работу устройства, так как датчики работают на отключение, а переход от такта к такту происходит по переднему фронту сигнала.

Устройство не реагирует на.ложные срабатывания ;дабого датчика. Например, третий такт контролируется элементом 2 управления. Все остальные элементы управления могут находиться во включенном либо в выключенном состоянии, а также переходить из включенного состояния в выключенное или наоборот. Это значительно упрощает программирование устройства.

Введение в устройство блока распределения команд, состоящего из одинаковых ячеек управления, и новых

связей позволяет упростить программирование, улучшить ремонтопригодность, упростить условия эксплуатации, так как упрощается поиск неисправностей и сбоя; реализацию условных и безусловных переходов, дает возможность независимого подключения объектов управления, т.е. объекты управления можно подключить по однофазной либо многофазной схеме, за один такт можно включить одновременно п-е количество объектов управления, каждый объект управления -можно включить любое число раз в течение цикла, использовать элемент управления в одном цикле несколько раз, при этом каждый раз через этот элемент управления включают различное сочетание объектов управления можно использовать элемент уп

О

Q 5

и в наладочном режиме работы, осуществлять переход к подпрограммам, раз- в етвлять цикл на параллельные участки работы.

Таким образом, устройство позволяет разрабатывать сложные системы управления при высокой надежности работы системы, упростить программирование и эксплуатацию.

Повышение надежности предлагаемого устройства происходит за счет приме- нения регулярной структуры, что уменьшает время на ремонт, улучшает условия эксплуатации; меньшего по срав- нению с известными устройствами объема элементов; автоматического контроля работы элементов управления, ис

пользования одних и тех же датчиков в автоматическом и наладочном режимах работы, а также использования этих же элементов для получения различных сочетаний команд на выходе, Все это сокращает общее количество элементов управления и число их контактов.

В устройстве имеется контроль включения последующей ячейки управления, после чего отключается предыдущая ячейка, кроме того, устройство имеет ВОЗМОЖНОСТЬ простого программирования работы.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает повьшение надежности и упрощение эксплуатации.

0

55 Формула изобретения

1. Устройство для программного управления объектами, содержащее датчики положения объектов, блок распреде

ления команд, к первым выходам которого подключены входь блока набора программ, и объекты управления, о т - лича;ощееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения эксплуатации, введены блок согласующих усилителей, четыре переключающих элемента, элемент выбора такта, установочный элемент управления и режимный элемент управления, а блок рас- пределения команд выполнен в виде ячеек управления, каждая из которых имеет по два входа и выхода и выполнена в виде аппарата релейного действия с памятью на один т.акт и содер жит управляющий элеме нт, при этом один вывод управляющего элемента является первым входом ячейки и соединен через развязывающий элемент с первым выходом ячейки управления и является одним из первых выходов блока распределения.команд, первый выход ячейки управления подключен через контакт самоблокировки к первой шине питания, второй вывод управляющего элемента является вторым входом йчей- ки и соединен через соответствующий элемент управления с второй шиной питания, при этом второй вывод управляющего элемента через развязывающий элемент соединен с первым входом последующей ячейки и является вторым выходом ячейки, соответствующие первые

в наладочном режиме, выходы блока набора программ через последовательно соединенные режимные элемент управлевходы блока согласующих усилителей подключены к второй щине питания,вто-35 ния и переключающий элемент соедине- рые входы блока согласующих усилите- ны с первой шиной питания, лей соединены с выходами блока набора программ, первые выходы блока согласующих усилителей подключены к третьей щине питания, а вторые выходы блока согласующих усилителей соединены с первыми выводами объектов управ40

8. Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что, с целью использования одних и тех же датчиков положения для контроля в различных режимах работы, одни из первых блоков согласующих усилителей подключены к выходу соответствующего датчика поления, вторые выводы которых подклю- чены к четвертой шине питания, первая

питания через установочный эле- 45 ложения.

8. Ус ю щ е е пользован положения режимах р согласующ выходу со

I

мент управления подключена к первому входу первой ячейки управления.

2.Устройство по П.1, о т л и ч а- ю щ.е е с я тем, что, с целью увеличения числа различных сочетаний ко- манд при срабатывании одного и того

же элемента управления, вторые входы не смежных по циклу работы ячеек управления соединены с соответствующим элементом управления. I

3.Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности переключения ячеек уп15

5 020

25

30

равления, второй выход ячейки управления через развязывающий элемент подключен к второму выводу управляющего элемента ячейки.

4.Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности контроля работы ячеек управления, между вторым входом ячейки и первым выходом включены последовательно соединенные развязывающий элемент и элемент индикации.

5.Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения останова на любом такте цикла с последующим запуском с этого такта, элементы управления шунтированы последовательно соединенными первым переключающим элементом и элементом выбора такта,

6.Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения режимов работы типа единичный

щикл, повторение циклов, доработка цикла, второй выход последней ячейки управления соединен через второй переключающий элемент с первыми входами первой ячейки управления и (или)ячей- .ки начала цикла.

7.Устройство по П.1, о тлича- ю щ е е с я тем, что, с целью управления одним или более из п объектов

в наладочном режиме, выходы блока набора программ через последовательно соединенные режимные элемент управле35 ния и переключающий элемент соедине- ны с первой шиной питания, ния и переключающий элемент соедине- ны с первой шиной питания,

ложения.

8. Устройство поп.1,отлича- ю щ е е с я тем, что, с целью использования одних и тех же датчиков положения для контроля в различных режимах работы, одни из первых блоков согласующих усилителей подключены к выходу соответствующего датчика положения.

I

9.Устройство по ПП.1 и 3, о т - личающееся тем, что, с целью обеспечения перехода по условию, второй выход соответствующей ячейки управления соединен через четвертый переключающий элемент с первым входом ячейки управления,, обусловленной циклом работы.

10.Устройство по ПП.1 и 3, о т - личающее ся тем, что, с целью получения параллельной работы ячеек управления, второй выход соот9 1303997 0

ветствующей ячейки управления соеди-рицы, горизонтальные шины которой явнен с первыми входами последующих гтоляются входами блока и к ним подклюциклу рйботы ячеек управления,чены катодами соответствующие диоды,

11. Устройство по п. 1, о т л и -а вертикальные шины матрицы являются

чающее с я тем, что блок набора 5выходами блока и к ним подключены

программ выполнен в виде диодной мат-анодами соответствующие диоды.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах программного управления объектами, состоящими из ряда исполнительных механизмов, в различных отраслях промышленности - в станкостроении, металлургии, робототехнике и др., где требуются последовательные или параллельные, либо смешанные циклы работы, {зобретение позволяет повысить надеж-; . ность и упростить эксплуатацию устройства. Для этого в устройство введены блок согласующих усилителей, тыре переключающих элемента, элемент выбора такта, установочный элемент управления и режимный элемент управления, а блок распределения команд выполнен в виде ячеек управления, каждая из которых выполнена в виде аппарата релейного действия с памятью на один такт и содержит управляющий элемент с двумя замыкающими контактами, три развязывающих диода и элемент индикации. Устройство позволяет при срабатывании одного и того же элемента управления получать различные сочетания в| 1ходных команд, позволяет остановить цикл на любом наперед заданном такте и продолжить цикл с этого . Изобретение позволяет осуществлять переход по условию и разветвлять цикл на параллельные участки работы. 10 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л со о 00 со ;о