Устройство для автоматического разгона и торможения двигателя с программным управлением Советский патент 1989 года по МПК G05B19/18 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве микропрограммируемого контроллера в АСУ ТП.

Целью изобретения является расширение области применения устройства.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - ал.- горитм ее работы; на фиг.З - диаграмма изменения уровня, реализуемая устройством.

Функциональная схема устройства (фиг.1) содержит задающий генератор 1 с первым и вторым входами 1.1 и 1.2, задающий регистр 2, первый и второй реверсивные счетчики 3 и 4, первый и второй блоки 5 и 6 сравнения, символами 5.1 и 5.2 обозначены первый и второй выходы блока 5, первый и второй блоки 7 и 8 управления, включающие по два элемента И соответственно 7.1, 7.2 и 8.1, 8,2, первый и второй триггеры 9 и 10 управления, триггер 11 пуска, триггер 12 режима, первый 13.1 и второй 13.2 одновибраторы, первьй и второй коммутаторы 14 и 15, первый и второй элементы ШШ 16 и 17, элемент И 18, .элемент ИЛИ-НЕ 19, вход 20 пуска устройства, первый и второй входы 21 и 22 устройства установки режима работы, вход 23 останова устройства, информационный вход 24 устройства, выход 25 устройства. Первый выход 5.1 первого блока 5 сравнения соединен с вторым входом элемента И 7.2 блоСП

О

(

СХ)

со

ка 7, первым входом первого элемента ИШ1 16 и входом первого одновиб- ратора 13.1, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 16,

Выход задающего регистра 2 соединен с первым входом первого блока 5 сравнения, второй выход 5.2 которо- соединен с первым информационным входом первого коммутатора 14. Вход 20 пуска устройства соединен с S-вхо дом триггера 11 пуска, выход которого соединен с входом задающего генеч ратора 1. Первый выход 1.1 задающего генератора 1 соединен с первыми входами элементов И 7.1, 7.2 и 8.1, 8.2, выходы которых соединены соответственно с входами -1 и +1 первого реверсивного счетчика 3 и -1 и +1 второго реверсивного счетчика 4. Второй выход 1.2 задающего генератора 1 соединен с С-входами первого и второго триггеров 9 и 10 управления. Выходы 21 и 22 устройства установки режима соединены,соответственно с S- и R-входами триггера 12 режима, выход которого соединен с первым инверсным и вторым прямым управляющими входами первого комму- татора 14 и вторыми входами элементов И 8.1 и 8.2 блока 8. Выход первого коммутатора 14 соединен с вторым входом элемента И 7,1 блока 7. Информационный вход 24 устройства со единен с первым информационным входом второго коммутатора 15, выход которого соединен с первым входом второго блока 6 сравнения. Выход первого триггера 9 управления соединен с третьими входами элементов И 8.1 и 8.2 блока 8, первым инверсным и вторым прямым управляющими входами коммутатор 15 и третьим входом первого элемента ИЛИ 16, выход которого соединен с первым входом элемента И 18. Выход второго блока 6 сравнения соединен с I- входом первого триггера 9 управления и вторым входом элемента И 18, выход которого соединен с 1-входом второго триггера 10 управлепия. Выход второго триггера 10 управления соединен с вторым информаи тонным входо первого коммутатора 14 и третьим инверсным входом элемента И 7.2 блока 7. Выход первого реверсивного счетчика 3 является выходом 25 устройст-i ва и соединен с вторым входом первого блока 5 сравнения и вторым информационным входом второго коммутатора 15. Выход второго реверсивного счетчика 4 соединен с- вторым входом второго блока 6 сравнения .и входами элемента ИЛИ-11Е 19, выход которого через одновибратор 13.2 соединен с R-входами триггеров 9 и 10 управления и первым входом второго элемента ИЛИ

o 17. Вход 23 останова устройства соединен с вторым входом элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с R-BXO- дом триггера 11 пуска.

Устройство работает следующим об5 разом (фиг.1).

В исходном состоянии все элементы памяти находятся в нулевом состоянии (цепи установки исходного состояния не показаны).

0 По сигналу Пуск, поступившему на вход 20 устройства, триггер 11 пуска переключается в едипичное состояние и включает генератор 1. Рассмотрим следую)дие режимы работы уст5 ройства.

1. Режим разгона (торможения) двигателя до некоторого заданного значения без учета временного фактора. Этому режиму соответствует нуле0 зое состояние триггера 12 режима, что обеспечивается в случае Необходимости подачей единичного сигнала на вход 22 устройства. В задающий регистр 2 записывается значение управляющего уровня, которое определяет конечное значение скорости двигателя станка, достигаемое в результате его разгона (торможения). На вход 24 устройства поступает любой отличный от нуля код, чем обеспечивается присутствие на выходе блока 6 сравнения нулевого сигнала.

Пусть необходимо провести разгон двигателя. Тогда в регистр 2 заносится код, превосходящий код, которьр присутствует на выходе реверсивного счетчика 3. Единичный сигнал с выхода 5.1 блока 5 сравнения открывает элемент И 7.2. I myльcы с первого выхода 1.1 генератора 1 посту0 пают на вход +1 реверсивного счетчика 3, изменяя его состояние. На вход -1 счетчика 3 и входы +1 и -1 счетчика 4 тактовые импульсы не поступают, так как элементы И 7.1,

5 8.1 и 8.2 заперты.

С второго выхода 1.2 генератора 1

импульсы поступают на С-входы триг- геров 9 и 10 управления. Но посколь5

0

5

. 15

ку на 1-входах их единичный сигнал отсутствует, состояние триггеров 9 и 10 не изменяется. По совпадении содержимого реверсивного счетчика 3 с содержимым регистра 2, единичный сигнал на выходе 5.1 пропадает и элемент И 7.2 запирается. В дальнейшем в ходе работы устройства управляющий уровень на выходе 25 устройства остается неизменным.

Для проведения торможения двигателя в регистр 2 записывается код меньше кода, хранящегося в реверсивном счетчике 3. В результате сигнал единицы формируется на выходе 5.2 блока 5 сравнения, который через коммутатор поступает на второй вход элемента И 7.1 и открывает его. Импульсы с выхода 1.1 генератора 1 начинают поступать на вход -1 реверсивного счетчика 3, уменьшая- его содержимое. При совпадении информации на выходе счетчика 3 с информацией на выходе регистра 2 на выходе 5.2 блока 5 сравнения формируется нулевой сигнал, приводящий к запиранию элемента И 7.1. Значение управляющего уровня перестает изменяться и остается постоянным в течение произвольного промежутка времени до изменения содержимого регистра 2.

Останов устройства в первом режиме производится подачей сигнала Останов на вход 23. Б результате этого триггер 11 пуска переходит в нулевое состояние и останавливает задающий генератор 1.

2. Режим разгона и торможения двигателя в течение заданного периода времени.

Этому режиму соответствует единичное состояние триггера 12 режима,что обеспечивается подачей единичного сигнала на вход 21 устройства. В этом режиме в регистр 2 заносится код, определягаций максимальное значение выходного уровня, формируемого счетчиком 3. На информационный вход 24 устройства поступает код, определяющий полупериод времени, в течение которого проводится разгон и торможение двигателя. При работе устройства в данном режиме возможны следующие случаи: d - изменение управляющего уровня от некоторого исходного значения до максимального, заданного в регистре 2, выход в стационарный режим, при котором уп0

5

306

равляющий уровень остается неизменным в течение некоторого времени, уменьшение уровня от максимального , значения до исходного с остановом устройства; S - изменение управляющего уровня от исходного значения до некоторого меньшего либо равного максимальному, величина которого оп0 ределяется информацией, поступившей на вход 24 устройства, уменьшение управляющего уровня до исходного значения с остановом устройства. I

Рассмотрим случай а . На вход 24 устройства поступает код, больший по сравнению с кодом, записанньм в регистр 2. На выходе 5.1 блока 5 сравнения сформирован единичный сигнал, на выходе 5.2 блока 5 и выходе блока 6 - нулевые сигналы. Так как триггеры 9 и 10 управления находятся в нулевом состоянии, а триггер .12 режима - в единичном, элементы И 7.2 и 8.2 открыты, а элементы И 7.1 и 8.1 заперты. В результате импульсы с выхода 1.1 генератора, поступают на входы +1 реверсивных счетчиков 3 и 4. Когда содержимое счетчика 3 совпадает с содержимым регистра 2, на

0 выходе 5.1 пропадает единичный сигнал. Элемент И 7.2 запирается, прекращается поступление импульсов на вход +1 счетчика 3. Изменения управляющего уровня на выходе 25 уст5 ройства не происходит. При совпадении информации на выходе счетчика 4 с поступившей на вход 24 устройства на выходе блока 6 сравнения формируется единичный сигнал, поступаю0 щий на 1-вход триггера 9 управления. Тогда по заднему фронту очередного импульса с выхода 1.2 генератора 1 триггер 9 управления переключится в единичное состояние. В ре5 зультате этого на первый вход блока 6 сравнения через коммутатор 15 поступит информация с выхода счетчика 3, что вызовет пропадание единичного сигнала на выходе блока 6. Еди0 ничный сигнал с выхода триггера 9 управления открывает элементы И 8,1 и 18 и запирает элемент И 8.2. Импульсы с выхода 1.1 генератора. 1 начинают поступать на вход -1 ревер5 сивного счетчика 4, уменьшая его содержимое. Через некоторый период времени содержимое счетчика 4 станет равным содержимому счетчика 3, что приведет вновь к формированию

единичного сигнала на . -выходе блока 6 сравнения. Этот сигнал поступает на 1-вход триггера 9 управления и через элемент И 18 на 1-вход триггера 10 управления. По очередному тактовому импульсу с выхода 1.2 генератора 1 триггер 10 управления переключается в единичное состояние, Единичньй сигнал с выхода триггера 10 через коммутатор 14 открывает Iэлемент И 7.1 и запирает элемент И 17.2. В результате этого импульсы с выхода 1,1 генератора 1 начинают поступать на вход -1 реверсивного счетчика 3, вызывая уменьшение его содержимого. При полном обнулении счетчика 4 на выходе элемента ИЛИ-НЕ формируется единичный сигнал, который вызывает посредством одновибра- тора 13,2 обнуление триггеров 9 и 10 управления и через элемент ИЛИ 17 обнуляет триггер 11 пуска. Устройство прекращает работу.

Рассмотрим случай, о . На вход 24 устройства поступает код, меньший либо равный коду, записанному в задающем регистре 2. В результате этого появление единичное сигнала на выходе блока 6 сравнения произойдет раньше либо одновременно с пропаданием сигнала на выходе 5,1 блока 5 сравнения, .Но в любом случае в связи с тем, что в момент пропадания сигнала единицы на выходе 5,1 блока 5 одновибратор 13.1 формирует импульс длительностью несколько большей , единичный сигнал с выхода бло- ка 6 поступает на 1-входы триггеров 9 и 10 управления. По заднему фронту сигнала с выхода 1,2 генератора 1 триггеры 9 и 10 управления переключаются в единичное состояние, В дальнейшем работа устройства аналогична описанной.

Формула изобретения

Устройство для автоматического разгона и торможения двигателя с программным управлением, содержащее задающий генератор, первый блок сравнения, первый реверсивньш счетчик, первый блок управления и задающий регистр, причем первый выход перво- го блока сравнения соединен с первым входом первого блока управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами

+1 и -1 первого реверсивного счетчика, выходы задающего регистра соединены с первыми входами пер- вого блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, оно дополнительно содержи второй реверсивный счетчик, вторые блоки сравнения и управления, первый и второй триггеры управления, триггер пуска, триггер режима, первый и второй одновибраторы, первый и второй коммутаторы, первый и второй элементы ИЛИ, элементы И и ШШ-НЕ, вход запуска устройства соединен с S-входом триггера пуска, выход которого соединен с входом задающего генератора, первый выход задаюп1его

генератора соединен с первым и вторым входами соответственно второго и первого блоков управления, а второй выход - с С-входами первого и второго триггеров управления, второй выход первого блока сравнения соединен с первым информационным входом первого коммутатора, выход которого соединен с третьим входом первого блока управления, первьм и

второй входы устройства установки режима соединены соответственно с S- и R-входами триггера режима, выход которого соединен с первым инверсным и вторым прямым управляющими входами первого коммутатора и вторым входом второго блока управления, первый выход первого блока сравнения соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с входом первого

одновибратора, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, информационные входы устройства соединены с первыми информационными входами второго коммутатора, выходы которого соединены с первыми входами второго блока сравнения , выход первого триггера управления соединен с третьим входом второго блока управления, первым ин

версным и вторым прямым управляющими входами второго коммутатора и третьим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход второго блока сравнения соединен с 1-входом первого триггера управления и вторым входом элемента И, выход которого соединен с 1-входом второго триггера з равления, выход второго триггера управления соединен с вторым информационным входом первого коммутатора и четвертым входом первого блока управления, выходы первого реверсивного счетчика являются управляющими выходами, устройства и соединены с вторыми входами первого блока сравнения и вторыми информационными входами второго коммутатора, первьй и второй выходы второго блока управления соединены соответственно с входами управления второго реверсивного счетчика, выходы которого соединены с вторыми входа

ми второго блока сравнения и входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом второго одновиб- ратора, выход которого соединен с R-входом первого и второго триггеров управления и первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с R-входом триггера пуска, вход останова устройства соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, К- и S-входы первого и второго триггеров управления подключены к шине нулевого потенциала устройства.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении микропрограммируемых контроллеров автоматизированных систем управления технологическими процессами. Цель изобретения - расширение области применения. Устройство содержит задающий генератор, задающий регистр, первый и второй реверсивные счетчики, первый и второй блоки сравнения, первый и второй блоки управления, первый и второй триггеры управления, триггеры пуска и режима, первый и второй одновибраторы, первый и второй коммутаторы, первый и второй элементы ИЛИ, элемент И, элемент ИЛИ-НЕ, вход пуска устройства, первый и второй входы устройства установки режима работы, вход остановка устройства, информационные входы устройства и выходы устройства. 3 ил.

21