Устройство для программного управления объектом с К-ступенчатым остановом Советский патент 1987 года по МПК G05B19/18 

1

Изобретение относится к авто- матизации производственных процессов и может быть использовано в различных системах управления перемещением объекта, например в системах управления перемещением подвижных элементов промышленных роботов и вспомогательного оборудования робо- тотехнических комплексов, а также в системах управления перемещением кислородной фурмы в конверторах.

Целью изобретения является упрощение устройства путем сокращения объема программирования блоком памяти ,

На фиг, I 1:редставлена схема предлагаемого ус.тройства; на фиг, 2 зоны действия команд управпекия устройства К-ступенчатого останова.

Устройство содержит датчик 1 перемещения, реверсивный счетчик 2 импульсов, сумматор J, блок 4 ввода, первый 5 и второй 6 элементы И, исполнительный блок 7, первый 8 и второй 9 блоки памяти, первый 10 и второй 1 элементы И-НЕ и .элемент ИЛИ-НЕ 12.

Первый и в юрой (.1дь сумматора 3 .ЧВ.ПЯЮТСЛ cooTBercTBi HHO янверсным i прямым выходами переноса сумматора 3, первые нходы блоков 8 и 9 памяти - адрсс ньми входами, а их вторые яходы - пходами выборки блоков 8 и 9 п.:1мяти; трегий и Ч2твертг,ш выходы сумматора являются прямыми и инверсными выходами m м.г1адших разрядов сумматора 3, а пятый и шестой выходы суг матора 3 - прямыми и инверсными выходами п-т старших разрядов с т1матора 3.

В качестве импульсного датчика 1 перемещения может быть использован любой извес 1 ный датчик со схемой формирования импульсов на шинах (+) и (-) в записимости от направления перемещения объекта.

Сумматор 3 представляет собой любой из известных сумматоров комбинационного типа и выполняет непрерывное вычисление кода рассогласования Т - Ng, Это обеспечивается тем, что на один вход сумматора 3 код текущего положения объекта Т поступает: с выходов реверсивного счетчика 2 импульсов в прямом двоичном коде, а на другие входы су «1атора 3 код заданной точки останова N,, поступае с информационных выходов блока 4

487742

ввода в обратном двоичном коде, В случае несовпадения координат Т и N знак несовпадения и направление

g пв ремещения объекта определяются единичным уровнем сигналов переноса Р и Р сумматора 3, Если (объект находится вьппе точки останова), единичный сигнал присутствует на прямом

10 выходе переноса Р, при этом на пря- lыx информационных выходах S,...S, сумматора 3 код рассогласования представлен прямым двоичным кодом минус ЕдаНИЦА. Если Т сЫд (объект нахо15 дигся ниже точки останова), единичный сигнал присутствует на инверсном выходе переноса Р, а код рассогласования Т - NO представлен прямым двоичным кодом на инверсных информаци20 онных выходах S,...S сумматора 3. В качестве блоков 8 и 9 памяти использоваться как ППЗУ - однократно программируемые пользователем пр- помощи плавких перемычек ПЗУ

2Г (например, 155 РЕЗ, КР 556 РТ4), так и ПЗУ - репрограммируемые ПЗУ, допускающие неоднократное стирание и запись информации (например, К 573 Р01, К 573 Р02). Каждой дискретной

30 координате участка тормозного пути со .ггветствует определенная ячейка ПЗУ с записанным в нее словом, определяющим значение скорости, с кото- объект должен проходить данную координату, причем значение скорости одиозначно зависит от того, в каком разряде слова (начиная с второго разряда) записана ЕДИНИЦА (i во втором разряде слова соответствует

„ второй скорости V. , 1 в третьем , разряде - третьей скорости V;j и т.д.), В первом разряде слова ЕДИНИЦА записана в нескольких ячейках блоков , соответствующих дискретным координатам допустимой зоны останова (зоны }1ечувствительности), в которой скорость объекта равна нулю, и назначение этих ячеек - блокировать команду на формирование первой

50 скорости в отсутствие какой-либо из промежуточных скоростей V,..V. В блоке В памяти записана программа торможения для спуска объекта, т.е. для случая, когда Т N, (объект

55 находится выше точки останова), а в блоке 9 памяти - программа торможения для подъема объекта, т.е. для случая, когда (объект находится ниже точки останова). Выборка

35

45

соответствующего блока памяти осуществляется при достижении объектом границы максимально возможного участка торможения X (фиг. 2), определяемого младшими разрядами кода рассогласования Т - N, Это обеспечивается тем, что, например, при спуске объекта и достижении границы участка торможения на инверсны выходах старщих разрядов сумматора 3 и на его прямом выходе переноса присутствуют сигналы 1, При этом собирается схема совпадения на элементе И-НЕ 11 и нулевым сигналом с его выхода разрешается работа блока 8 памяти, на адресные входы которого код рассогласования (Т - N), представленный прямым двоичным кодом минус ЕдаНИЦА, поступает с прямых выходов m младших разрядов сумматора 3. При подъеме объекта и достижении участка торможения собирается схема совпадения на элементе И-НЕ 10 И разрешается работа блока 9 памяти, адресные входы которого код рассогласования (т - Nj,) представленный прямым двоичным кодом, поступает с инверсных выходов младших разрядов сумматора 3.

Используя, например, ППЗУ типа 155 РЕЗ, можно организовать 8-сту- пенчатое торможение объекта с максимальной длиной тормозного пути, равной 32 дискретным позициям, а при использовании РИЗУ типа К 573 Р02 - 8-ступенчатое торможение объекта с максимальной длиной тормозного пути, равной 2048 дискретным позициям

При необходимости увеличения тормоз- 40 нии единичного сигнала на управляющем выходе блока 4 ввода, последовавшем за вводом программы, имеется команда СПУСК на скорости V, (сигнал 1 присутствует на выходе эле- 45 мента И 6 и на выходе элемента

ИЛИ-НЕ 12), при этом выборка программы торможения, записанной в блоках 8 и 9, запрошена.

Спуск на скорости V, производит- 50 ся до тех пор, пока Т - N X,. 3 момент прохода объектом точки N N|j+X (границ зоны максимально возможного тормозного пути) нулевой сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 11 разрешает из информационных входов исполнитель- ее работу блока 8 памяти с записанной ного блока 7, при этом скорость V, в нем программой торможения при спус- перемещения объекта вне зоны тормо- ке объекта.

жения определяется единичным сигна- Так как в рассматриваемом случае лом на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12, а требуемый тормозной путь X, меньше

ного пути или числа ступеней торможения можно использовать параллельное включение двух и более соответствующих микросхем ПЗУ.

Исполнительный блок 7 (например, привод) выдает соответствующее управляющее воздействие на объект управления, если на выходе элемента И 5 (или на выходе элемента И 6) присутствует сигнал 1 (что является для вертикального перемещения объекта командой ПОДЬЕМ или соответственно, командой СПУСК) и если сигнал 1 присутствует на одном

10

48774

скорость перемещения объекта на участке торможения - номером выхода (кроме первого) блоков 8 и 9, на котором присутствует сигнал 1.

Устройство работает следующим образом.

Объект неподвижен и находится, например, в точке Т (фиг. 2), при этом содержимое реверсивного счетчика 2 однозначно соответствует коду текущего положения объекта (коду точки Т„).

Задание точки останова (ввод

5 программы)пока еще не производилось, т.е. как на информационных, так и на управляющем выходах блока 4 ввода присутствуют сигналы О, На управляющие входы исполнительно20 го блока 7 поступают сигналы О, т.е. на объект управления никакого воздействия не оказывается. Затем производится ввод программы. Код задаваемой точки останова N, пред ставленный обратным двоичным кодом (инверсное значение N), поступает с информационных выходов блока 4 ввода на сумматор 3, где вычисляется расстояние (Т - N,). Так как

30 объект расположен выше точки останова (Т NJ. ), то единичный сигнал формируется на прямом выходе переноса Р сумматора 3, при этом на его прямых информационных выходах S,...S

35 рассогласование Т - N представлено прямьм двоичным кодом Miniyc ЕДИНИЦА.

Если Т - Nj,X (объект находится вне зоны максимально возможного участка торможения), то при появлемаксимально возможного тормозного пути X (фиг. 2), то участок пути от точки N до точки N, объект должен пройти с прежней скоростью V, , Это достигается тем, что в ячейках блока 8, соответствующих каждой дискретной координате участка пути от до NJ, ЕДИНИЦА в каком-либо из разрядов отсутствует и команда на формирование первой скорости V, вырабатывается автоматически элементом ИЛИ-НЕ 12 (на всех ее входах единичные сигналы из блоков памяти отсутствуют) . Следовательно, объект продолжает спуск на скорости V, .

При достижении точки N, (порога снижения скорости) объект автоматически переходит на пониженную скорость, с которой осуществляется его дальнейший спуск до точки N.

Это обеспечивается тем, что в ячейках блока 8, соответствующих каждой дискретной координате участка тормозного пути Xf-Xj (от точки NI до точки N), ЕДИНИЦА записана во вторых разрядах и, следовательно, при прохождении объектом данного участка пути, сопровождаемом последовательной выборкой указанных ячеек ПЗУ, единичный сигнал постоянно присутствует на втором выходе блока 8, поддерживая тем скорость объекта V , Одновременно этим же сигналом, действуюш 1м на один из входов элемента ИЛИ-НЕ 12, исключается команда на формирование скорости V, .

По достижении точки N происходит автоматический переход на скорость Vj и т.д.

В момент, когда объект (фиг. 2) проходит вниз мимо точки N (точки отключения двигателя с упреждением при спуске), управляющее воздействие с объекта снимается. Объект входит в зону останова. Эта зона характерна тем, что при нахождении объекта управления в ее пределах ни на одном из информационных входов исполнительного блока 7 сигнал 1 не появляется. Это обеспечивается тем, что в ячейках блоков 8 и 9, соответствующих каждой дискретной координате участков Х и Х,,, зоны останова, ЕДИНИЦА записана в первом разряде, выходом связанном только с входом элемента ИЛИ-НЕ 12, и, следовательно, при последовательной выборке

этих ячеек в результате выбега объекта ни на одном из информационных входов исполнительного блока 7 сигнал g 1 не появляется.

Таким образом, пока объект находится в зоне останова, команда на движение отсутствует.

Если при спуске объект проско0 чит зону останова, т.е. опустится ниже точки N, то произойдет возврат объекта в зону останова по следующим причинам.

Когда объект за счет выбега опус5 кается ниже точки останова N, то команда СПУСК меняется на команду ПОДЬЕМ, так как Т : N, и единичный с:игнал формируется уже на инверсном выходе переноса Р с сумматора 3. Од0 повременно собирается схема совпадения на элементе И-НЕ 10 и нулевым сигналом с его выхода разрешается работа блока 9 памяти с записанной Е1 нем программой торможения при по5 дъеме объекта. Но пока объект находится в зоне останова (на участке от Кр до N ), единичный сигнал присутствует на первом выходе блока 9, связанном только с входом элемента ИЛИ0 НЕ 12, и исполнительный блок 7 не оказывает управляющего воздействия на объект управления.

Если объект по какой-то причине все же выщел за пределы зоны оста5 нова (т.е. опустился ниже точки N ), то кодом рассогласования Т-Н, снимаемым с инверсных выходов сумматора 3, выбираются ячейки блока 9, соответствующие дискретным коорд инатам

0 участка тормозного пути Xj,, , расположенного ниже точки N. , в которых единица записана в последнем (К-ом) разряде. Так как в момент 1 присутствует на выходе Р суммато5 ра 3, то осуществляется подъем на скорости V.

При подъеме объекта (возврат в зону останова) в момент прохождения мимо точки N2 ( точка отключения

0 двигателя с упреждением при подъеме) управляющее воздействие с объекта снимается. И пока объект находится в зоне останова, исполнительный блок не оказывает управляющего воздействия

5 на объект управления, т.е. двигатель отключен в этом случае с упреждением при подъеме.

Предлагаемое устройство, имея простой алгоритм работы по сравнению с

713

прототипом, позволяет помимо многоступенчатого останова производить реверс перемещения объекта в случае его случайного выбега за пределы зоны останова, а также вводить новое задание и во время перемещения объекта,

В то же время в блоках 8 и 9 устройства записывается только программа для участка непосредственного торможения, начиная с координаты перевода объекта с первой на вторую скорость, а команда на формирование первой скорости вырабатывается автоматически при отсутствии команды из блоков памяти на какую-либо иную скорость .-Уц или команды на отключение двигателя. Это снижает объем программы торможения, причем в некоторых случаях существенно (почти в два раза), что упрощает реализацию устройства, а также подготовку сменных программ торможения.

Формула изобретения

Устройство для программного управления объектом с К--ступенчатым остановом, содержащее датчик перемещения, первый и второй входы которого подключены к первому и второму входам реверсивного счетчика импульсов, выход которого подключен к пер8

5

вому входу сумматора, вторые входы которого подключены к первым выходам блока ввода, второй выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами сумматора соответственно, а выходы - с первым и вторым входами исполнительного блока соответственно, третьи и четвертые выходы сумматора соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков памяти, пятые и шестые выходы сумматора соединены с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ соответственно, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами сумматора соответственно, а выходы - с вторыми входами соответственно второго и первого блоков памяти, у которых одноименные выходы поразрядно объединены и подключены, кроме первого разряда, к третьим

5 входам исполнительного блока, отличающее ся тем, что, с целью упрощения устройства путем сокращения объема программирования блоков памяти, в него дополнительно

0 введен элемент ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с выходами блоков памяти, а выход подключен к четвертому входу исполнительного блока.

0

I

У

T No 2

УЗ

УК

I

Задаваемая

точка останода

УК

t

-t

.3

V. I

d

«Vl

II

ч

%

I

«4

II

ч

§

Pi ii

li|

J5 $

/

NK+2 NK+J

N

Редактор A. Маковская

. г

Составитель A, Исправникова

Техред А.Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 5188/46Тираж 862Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к технике автоматизац11и производственных нро- цессов и м.б. использовано в различ- Н.1х системах управления перемещением объекта, например в системах управления перемещением подвижных элементов промышленных роботов и вспомогательного оборудования робототехничес- ких комплексов, а также в системах управления перемещением кислородной фурмы в конверторах. Цель изобретения - упрощение устройства путем сокращения объема программирования блоков памяти. В блоках 8 и 9 памяти устройства записывается только программа для участка непосредственного торможения, т.е. программа К-ступен- чатого снижения скорости, начиная с координаты перехода объекта на пониженную вторую скорость, а формирование команды на движение объекта с первой скоростью осуществляется с помощью элемента ИЛИ-НЕ 12 до тех пор, пока на его входы не поступят сигналы с блоков 8 и 9 памяти, 2 ил. с ел со 4: СХ) 4;;